[发明专利]紫外探测器及其制备方法

说明书

本发明公开了一种紫外探测器及其制备方法，所述紫外探测器包括：按自下而上的顺序依次设置的N⁺型SiC衬底、N型SiC缓冲层、N型SiC集电区、P型SiC基区、N型Ga₂O₃发射区；设置于N+型SiC衬底下表面的集电极；以及设置于N型Ga₂O₃发射区上的发射极；其中，所述N型Ga₂O₃发射区的侧壁和所述P型SiC基区的侧壁共面。

技术领域

本发明的实施例涉及半导体领域，特别涉及一种紫外探测器及其制备方法。

背景技术

紫外探测技术在军事和民事等领域具有广泛而重要的应用。现有技术中用于制备紫外探测器的半导体材料主要包括GaN和SiC。基于GaN和SiC的紫外探测器的类型主要有：肖特基(Schottky)光电二极管、p-i-n光电二极管、金属-半导体-金属(MSM)光电探测器和雪崩光电二极管(APD)等。

Schottky、p-i-n和MSM结构的紫外探测器制备工艺相对简单、工作偏压较低，但是不具有内部增益、对微弱紫外光信号的响应度很低；APD结构的紫外探测器具有内部增益、灵敏度高、响应速度快，但是在使用时需要施加高偏置电压，从而会引入噪声、降低器件的信噪比。

因此，有必要研究一种具有高增益、无需施加高偏置电压的紫外探测器。

发明内容

本发明的实施例旨在提出一种灵敏度好、信噪比高的紫外探测器及其制备方法。

根据本发明的一个方面，提出一种紫外探测器，包括：按自下而上的顺序依次设置的N⁺型SiC衬底、N型SiC缓冲层、N型SiC集电区、P型SiC基区、N型Ga₂O₃发射区；设置于N⁺型SiC衬底下表面的集电极；以及设置于N型Ga₂O₃发射区上的发射极；其中，所述N型Ga₂O₃发射区的侧壁和所述P型SiC基区的侧壁共面。

根据一些实施方式，所述紫外探测器还包括设置于紫外探测器表面的介质层。

根据一些实施方式，所述介质层包括厚度为2500nm的SiO₂介质层。

根据一些实施方式，所述N+型SiC衬底的厚度为300～400μm；所述N型SiC缓冲层的厚度为0.5μm；所述N型SiC集电区的厚度为0.5～2μm；所述P型SiC基区的厚度为0.5～2μm；所述N型Ga₂O₃发射区的厚度为0.2～0.5μm。

根据一些实施方式，所述N型SiC缓冲层的掺杂浓度为1×10¹⁸cm^-3；所述N型SiC集电区的掺杂浓度为5×10¹⁸～1×10¹⁹cm^-3；所述P型SiC基区的掺杂浓度为1×10¹⁷～1×10¹⁶cm^-3；所述N型Ga₂O₃发射区的掺杂浓度为1×10¹⁸～1×10¹⁹cm^-3。

根据一些实施方式，所述集电极的材料为Ni金属；所述发射极的材料为Ti/Au金属。