[发明专利]氮化镓基多波段探测器及其制作方法

权利要求书

1.一种氮化镓基多波段探测器，其特征在于，包括：

一衬底；

一短波段探测单元，包括：

一第一宽带隙材料层，该第一宽带隙材料层外延生长在衬底上面一侧的三分之一处；

一对第一背靠背肖特基电极，该对第一背靠背肖特基电极生长在第一宽带隙材料层上；

一中波段探测单元，包括：

一第二宽带隙材料层，该第二宽带隙材料层外延生长在衬底上面中间的三分之一处，该第二宽带隙材料层与第一宽带隙材料层之间有一第一间隙；

一第二中间带隙材料层，该第二中间带隙材料层外延生长在第二宽带隙材料层上；

一对第二背靠背肖特基电极，该对第二背靠背肖特基电极生长在第二中间带隙材料层上；

一长波段探测单元，包括：

一第三宽带隙材料层，该第三宽带隙材料层外延生长在衬底上面另一侧的三分之一处，该第三宽带隙材料层与第二宽带隙材料层之间有一第二间隙；

一第三中间带隙材料层，该第三中间带隙材料层生长在第三宽带隙材料层上；

一第三窄带隙材料层，该第三窄带隙材料层生长在第三中间带隙材料层上；

一对第三背靠背肖特基电极，该对第三背靠背肖特基电极生长在第三窄带隙材料层上。

2.根据权利要求1所述的氮化镓基多波段探测器，其特征在于，其中所述的衬底为双面抛光的蓝宝石材料。

3.根据权利要求1所述的氮化镓基多波段探测器，其特征在于，其中所述的第一、第二、第三宽带隙材料层和第二、第三中间带隙材料层以及第三窄带隙材料层的材料为含有GaN的氮化镓基材料。

4.根据权利要求1所述的氮化镓基多波段探测器，其特征在于，其中所述的第一、第二、第三宽带隙材料层的带隙宽度大于第二、第三中间带隙材料层的带隙宽度，第二、第三中间带隙材料层的带隙宽度大于第三窄带隙材料层的带隙宽度。

5.根据权利要求1所述的氮化镓基多波段探测器，其特征在于，其中所述的第一、第二、第三宽带隙材料层以及第二、第三中间带隙材料层的厚度要分别大于其本征带隙对应的光的吸收长度。

6.根据权利要求1所述的氮化镓基多波段探测器，其特征在于，其中所述的第一、第二、第三三对背靠背肖特基电极为长条形或叉指形结构，材料为透光、半透光或者不透光的材料。

7.一种氮化镓基多波段探测器的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：在衬底上利用外延生长设备生长宽带隙材料层；

步骤2：在宽带隙材料层上生长中间带隙材料层；

步骤3：在中间带隙材料上生长窄带隙材料层；

步骤4：在前述步骤形成的结构上，刻蚀两条沟槽状的第一和第二间隙，该第一和第二间隙的深度至衬底为止，将衬底上的材料分成三段式的第一段窄带隙材料层、第二段窄带隙材料层和第三段窄带隙材料层；

步骤5：将第一段上的第一段窄带隙材料层和中间带隙材料以及第二段的窄带隙材料层刻蚀掉；

步骤6：分别在第一段的宽带隙材料层、第二段的中间带隙材料层、第三段的窄带隙材料层上制作第一对背靠背肖特基电极、第二对背靠背肖特基电极、第三对背靠背肖特基电极；

步骤7：进行衬底剪薄、抛光、解理，将单管器件封装在管座上，形成氮化镓基多波段探测器。

8.根据权利要求7所述的氮化镓基多波段探测器的制作方法，其特征在于，其中所述的衬底为双面抛光的蓝宝石材料。

9.根据权利要求7所述的氮化镓基多波段探测器的制作方法，其特征在于，其中所述的宽带隙材料层、中间带隙材料层以及窄带隙材料层的材料为含有GaN的氮化镓基材料。

10.根据权利要求7所述的氮化镓基多波段探测器的制作方法，其特征在于，其中所述的第一段的、第二段的、第三段的宽带隙材料层的带隙宽度大于第二段的、第三段的中间带隙材料层的带隙宽度，第二段的、第三段的中间带隙材料层的带隙宽度大于第三段的窄带隙材料层的带隙宽度。

11.根据权利要求7所述的氮化镓基多波段探测器的制作方法，其特征在于，其中所述的宽带隙材料层和中间带隙材料层的厚度应分别大于其本征带隙对应的光的吸收长度。

12.根据权利要求7所述的氮化镓基多波段探测器的制作方法，其特征在于，其中所述的第一、第二、第三三对背靠背肖特基电极为长条形或叉指形结构，材料为半透光或者不透光的材料。