[发明专利]一种具有低噪声的AlGaN基雪崩光电二极管及制备方法

权利要求书

1.一种具有低噪声的AlGaN基雪崩光电二极管，包括蓝宝石衬底(1)，缓冲层(2)，非故意掺杂Al_0.45Ga_0.55N层(3)，n型Al_0.45Ga_0.55N层(4)，n型欧姆接触电极(5)，倍增区非故意掺杂AlN(6)，p型Al_0.45Ga_0.55N层(7)，吸收区弱p型Al_0.45Ga_0.55N层(8)，吸收区p型Al_0.45Ga_0.55N层(9)，p型GaN帽层(10)，钝化层(11)，p型欧姆接触电极(12)，其特征在于：

所述的AlGaN基雪崩光电二极管，光线从器件正面入射，从上向下依次经过钝化层(11)，p型GaN帽层(10)，吸收区p型Al_0.45Ga_0.55N层(9)；吸收区弱p型Al_0.45Ga_0.55N层(8)；p型Al_0.45Ga_0.55N层(7)，倍增区非故意掺杂AlN(6)，n型Al_0.45Ga_0.55N层(4)，非故意掺杂Al_0.45Ga_0.55N层(3)，缓冲层(2)，蓝宝石衬底(1)；n型欧姆接触电极(5)位于n型Al_0.45Ga_0.55N层(4)上，p型欧姆接触电极(12)位于p型GaN帽层(10)上，在n型欧姆接触电极(5)与p型欧姆接触电极(12)之间形成光电流；

所述的倍增区(6)为非故意掺杂AlN层，材料类型为本征型，载流子浓度小于1×10¹⁶cm^-3，厚度200-220nm；

所述的吸收区弱p型Al_0.45Ga_0.55N层(8)，载流子浓度小于5×10¹⁶cm^-3，厚度200nm；

所述的吸收区p型Al_0.45Ga_0.55N层(9)，厚度150-200nm，空穴浓度2-5×10¹⁷cm^-3；

其中吸收区弱p型Al_0.45Ga_0.55N层(8)和吸收区p型Al_0.45Ga_0.55N层(9)形成低电场区域的吸收区，光线在本区域产生电子空穴对，电子在电场作用下漂移向下层的雪崩区，空穴漂移向p电极；

所述的p型GaN帽层(10)，厚度100nm，本层为制作欧姆接触的重掺杂层，空穴浓度大于1×10¹⁸cm^-3。

2.一种制备权利要求1所述的具有低噪声的AlGaN基雪崩光电二极管的方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一：利用MOCVD方法生长AlGaN材料外延片；

步骤二：外延片清洗；

步骤三：在p型GaN帽层(10)表面制作p型欧姆接触电极；

步骤四：刻蚀p型GaN帽层(10)，将100nm帽层材料刻蚀掉80nm，仅余20nm；

步骤五：第二次刻蚀，将材料刻蚀至n型Al_0.45Ga_0.55N层(4)；

步骤六：在n型Al_0.45Ga_0.55N层(4)上制备n型欧姆接触电极；

步骤七：生长钝化层(11)，并在p电极与n电极处开孔。