[发明专利]一种基于AlGaN的全波段紫外探测器及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于AlGaN的紫外探测器及其制备方法，尤其涉及一种基于AlGaN的全波 段紫外探测器及其制备方法，属于半导体器件技术领域。

背景技术

紫外辐射又称紫外线，位于可见光短波外侧，通常指波长为1纳米～380纳米的电磁辐射 。在实际应用中可把紫外辐射分为四个波段：长波紫外线，波长范围为315纳米～380纳米( UV-A)；中波紫外线，波长范围为280纳米～315纳米(UV-B)；短波紫外线，波长范围为 200纳米～280纳米(UV-C)；真空紫外线，波长范围为10纳米～200纳米，它只能在真空中 传播。其中，UV-C波段由于在近地大气中几乎不存在，形成所谓的“日盲”波段，而315纳 米～380纳米(UV-A)在近地大气中由于大气的散射形成均匀的背景辐射，又称为“可见盲 ”波段。

GaN基三元系合金Al_xGa_1-xN，属于直接带隙半导体，随着Al组分由0～1的变化其带隙 在3.4电子伏特～6.2电子伏特之间连续变化，其带隙变化对应的波长范围为200纳米～365纳 米，正好覆盖了UV-A、UV-B和UV-C三个波段区域，这样的材料是制备紫外探测器的优秀材料 之一。

具体的探测波段是根据不同的应用目的分段探测。各波段光电探测器在军事和民用方面 如天文学、燃烧工程、水净化处理、火焰探测、生物效应、天际通信及环境污染监测、火箭 早期发射预警和紫外空间光通信等领域都有重要的应用需求。如不同波段的紫外线对人类皮 肤的辐射具有不同的生理效果、如在白天使用日盲紫外探测器进行火灾预警可以进降低虚警 率、对导弹预警系统使用可见盲与日盲波段的互补探测可以进行有效探测等等。

目前使用的紫外探测器从探测波段上划分主要就是UV-A、UV-B和UV-C三个波段，但通常 所用探测器是对某一波段或某几个波段同时进行探测，还没有实现在一套系统内根据要求进 行不同波段之间转换探测，若使用多套探测系统不但增加了使用成本，而且多套系统的同时 使用必须进行相互间的校准，这给实际工作中带来很多不便，所以从实际应用的角度出发， 需要设计能够进行全光谱探测的紫外探测器。

发明内容

本发明针对通常所用探测器是对某一波段或某几个波段同时进行探测，还没有实现在一 套系统内根据要求进行不同波段之间的转换探测，若使用多套探测系统不但增加了使用成本 ，而且多套系统的同时使用必须进行相互间的校准，这给实际工作中带来很多不便的不足， 提供了一种基于AlGaN的全波段紫外探测器及其制备方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种基于AlGaN的全波段紫外探测器，包括 蓝宝石衬底，以及在所述蓝宝石衬底上依次排列生长的AlN缓冲层、Al_0.65Ga_0.35N层、第一 Al_0.45Ga_0.55N层、第二Al_0.45Ga_0.55N层、第一Al_0.2Ga_0.8N层、第二Al_0.2Ga_0.8N层、第一GaN层和第 二GaN层，在所述Al_0.65Ga_0.35N层上设置有第一上电极，在所述第二Al_0.45Ga_0.55N层上设置有第 二上电极，在所述第二GaN层上设置有第三上电极，其中，所述第一Al_0.45Ga_0.55N层为i型 Al_0.45Ga_0.55N层，其和一个相邻的层之间形成一个pn结；所述第一Al_0.2Ga_0.8N层为i型 Al_0.2Ga_0.8N层，其和一个相邻的层之间形成一个pn结；所述第一GaN层为i型GaN层，其和一个 相邻的层之间形成一个pn结。