[发明专利]BeMgZnO基同质p-n结构紫外探测器及制法有效

专利信息
申请号: 201210477645.5 申请日: 2012-11-22
公开(公告)号: CN103022216A 公开(公告)日: 2013-04-03
发明(设计)人: 汤子康;祝渊;苏龙兴;张权林;陈明明;陈安琪;桂许春;项荣;吴天准 申请(专利权)人: 中山大学
主分类号: H01L31/103 分类号: H01L31/103;H01L31/0296;H01L31/18
代理公司: 广州粤高专利商标代理有限公司 44102 代理人: 陈卫
地址: 510275 *** 国省代码: 广东;44
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摘要:
搜索关键词: bemgzno 同质 结构 紫外 探测器 制法
【权利要求书】:

1.一种BeMgZnO基同质p-n结构紫外探测器,其特征在于:包括衬底、衬底上沉积有缓冲层,缓冲层上生长有n型薄膜层,n型薄膜层上生长有p型薄膜层;n型薄膜层上制作有金属电极的负极,p型薄膜层上生长有金属电极的正极;所述n型薄膜层与p型薄膜层均为BeMgZnO四元合金薄膜层,BeMgZnO四元合金薄膜层的厚度在为200nm~1um;BeMgZnO四元合金薄膜层通过调节铍、镁和锌三种元素的原子配比来调节禁带宽度,禁带宽度为3.37eV-6.2eV。

2.根据权利要求1的BeMgZnO基同质p-n结构紫外探测器,其特征在于:所述衬底为单晶、氮化镓、砷化镓、氧化镁、单面或双面抛光的蓝宝石;衬底为蓝宝石时,蓝宝石的取向可以是c、R、M和a取向。

3.根据权利要求1的BeMgZnO基同质p-n结构紫外探测器,其特征在于:缓冲层由氧化铍、金属镁、氧化镁和氧化锌中的一种或一种以上材料形成,缓冲层的厚度为10nm-100nm。

4.根据权利要求1的BeMgZnO基同质p-n结构紫外探测器,其特征在于:所述金属电极由钛、铝、镍、金、铂、银、铱、钼、钽、铌、钴、锆和钨中的一种或一种以上形成,此金属电极的沉积厚度为10nm~500nm。

5.根据权利要求1的BeMgZnO基同质p-n结构紫外探测器,其特征在于:金属电极上沉积有金层或银层,该金层或银层的厚度10nm~1000nm。

6.根据权利要求1的BeMgZnO基同质p-n结构紫外探测器,其特征在于:p型薄膜层通过掺元素锂、钠、氮或磷来实现;n型薄膜层通过掺元素铝或镓来实现。

7.如权利要求1-6任一项所述的BeMgZnO基同质p-n结构紫外探测器的制法,其特征在于包括如下步骤:

1)清洗衬底:在硫酸:盐酸体积比为3:1的酸中加热15min~30min,之后经过丙酮、异丙醇清洗,然后用去离子水冲干净,最后用氮气枪吹干;在装入生长腔之后,用500oC~900oC的高温处理15min~60min,去除衬底表面的水蒸汽和残留的有机物;

2)生长缓冲层:在高温处理衬底后,在衬底上生长缓冲层;

3)生长薄膜层:先在缓冲层上生长n型BeMgZnO层,所掺的元素可为铝和镓;然后在n型层上生长p型BeMgZnO层,所掺元素可为锂、钠、氮或磷,薄膜层为BeMgZnO四元合金薄膜层,BeMgZnO四元合金薄膜层的厚度为200nm~1000nm;BeMgZnO四元合金薄膜层通过调节铍、镁和锌三种元素的原子配比来调节禁带宽度,禁带宽度为3.37eV~6.2eV;

4)刻蚀:在制作该层之前必须先用丙酮或异丙醇IPA化学试剂对步骤3)中的产物进行表面清洗,以得到干净平整的表面;然后用光学掩膜和显影技术的方法用光刻胶覆盖部分p型薄膜层;然后采用ICP刻蚀的方法刻蚀掉未经光刻胶覆盖部分的p型薄膜层,使n型薄膜层对应部分裸露出来;

5) 制作金属电极:再次把步骤4)中刻蚀完的样品用丙酮、异丙醇(IPA)和去离子水清洗干净;然后贴上掩膜并采用电子束蒸镀,在n型薄膜层上镀上金属电极的负极,在P型薄膜层上镀上金属电极的负极。

8.根据权利要求7的BeMgZnO基同质p-n结构紫外探测器的制法:步骤1)中,在衬底上通过分子束外延、化学气相沉积、磁控溅射)或脉冲激光沉积生长缓冲层。

9.根据权利要求7的BeMgZnO基同质p-n结构紫外探测器的制法,其特征在于:步骤2)中,在缓冲层上通过分子束外延、化学气相沉积、磁控溅射或脉冲激光沉积生长薄膜层。

10.根据权利要求7的BeMgZnO基同质p-n结构紫外探测器的制法,其特征在于:步骤5)中,在金属电极上继续沉积金层或银层,该金层或银层的厚度10nm~1000nm。

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