[发明专利]一种基于p型透明栅极GaN基紫外探测器的制备方法

权利要求书

1.一种基于p型透明栅极GaN基紫外探测器的制备方法，结合选择区域生长叠层势垒层及p型透明栅极材料实现高性能，其特征在于，具体包括以下步骤：

S1、在衬底（1）上生长应力缓冲层（2）；

S2、在应力缓冲层上生长GaN外延层（3）；

S3、在GaN外延层（3）上生长一层低铝组分AlGaN势垒层（4）；

S4、在低铝组分AlGaN势垒层上沉积一层SiO₂掩膜层，通过光刻及湿法腐蚀的方法，只保留栅极区域的掩膜层（8）；

S5、在接入区的低铝组分AlGaN势垒层（4）上生长一层高铝组分AlGaN势垒层（5）；

S6、去除栅极区域掩膜材料形成凹槽结构，露出栅极低铝组分AlGaN势垒层（4）；

S7、干法刻蚀完成器件隔离，在源极和漏极区域蒸镀上源极和漏极欧姆接触金属（6）；

S8、在凹槽栅极区域p型透明栅极（7）。

2.根据权利要求1所述的一种基于p型透明栅极GaN基紫外探测器的制备方法，其特征在于：所述的步骤S3-S5中生长低铝组分AlGaN/高铝组分AlGaN叠层势垒层的异质结材料；所述的步骤S8中沉积p型透明栅极作为光学窗口，并可以对沟道中载流子浓度进行调控。

3.根据权利要求1所述的一种基于p型透明栅极GaN基紫外探测器的制备方法，其特征在于：所述的衬底（1）为 Si 衬底、蓝宝石衬底、碳化硅衬底、GaN自支撑衬底中的任一种。

4.根据权利要求1所述的一种基于p型透明栅极GaN基紫外探测器的制备方法，其特征在于：所述的应力缓冲层（2）为AlN、AlGaN、GaN的任一种或组合；应力缓冲层厚度为10 nm~5μm。

5.根据权利要求1所述的一种基于p型透明栅极GaN基紫外探测器的制备方法，其特征在于：所述的GaN外延层（3）为非故意掺杂的GaN外延层或掺杂的高阻GaN外延层，所述掺杂高阻层的掺杂元素为碳或铁；GaN外延层厚度为100 nm~20 μm。

6.根据权利要求1所述的一种基于p型透明栅极GaN基紫外探测器的制备方法，其特征在于：所述的AlGaN外延层（4）为低铝组分AlGaN，铝组分浓度可在0-40%变化。

7.根据权利要求1所述的一种基于p型透明栅极GaN基紫外探测器的制备方法，其特征在于：所述的AlGaN外延层（5）为高铝组分AlGaN，AlGaN层厚度为0-50 nm，且铝组分浓度可在30-70%变化。

8.根据权利要求1所述的一种基于p型透明栅极GaN基紫外探测器的制备方法，其特征在于：所述的AlGaN势垒层材料还可以为AlInN、InGaN、AlInGaN、AlN中的一种或任意几种的组合。

9.根据权利要求1所述的一种基于p型透明栅极GaN基紫外探测器的制备方法，其特征在于：所述的源极和漏极（6）材料为Ti/Al/Ni/Au合金、Ti/Al/Ti/Au合金、Ti/Al/Mo/Au合金或Ti/Al/Ti/TiN合金。

10.根据权利要求1所述的一种基于p型透明栅极GaN基紫外探测器的制备方法，其特征在于：所述的p型透明栅电极（7）为高质量的NiO、SnO、Cu₂O等材料或者其组合，厚度为1-500nm；

所述步骤S1中的应力缓冲层（2）、步骤S2中的GaN外延层（3）、步骤S3中的AlGaN外延层（4）、步骤S4中的GaN外延层（5）及步骤S5中的AlGaN外延层（6）的生长方法为金属有机化学气相沉积法、分子束外延法等高质量成膜方法；所述步骤S6中掩膜层（10）的生长方法为等离子体增强化学气相沉积法、原子层沉积法、物理气相沉积法或磁控溅射法。