[发明专利]具有挡光层的非等平面AlGaN基肖特基型紫外探测器及其制备方法

说明书

本发明公开了一种具有挡光层的非等平面AlGaN基肖特基型紫外探测器，包括依次设置的蓝宝石衬底、缓冲层、阻挡层、掺杂层、过渡层，过渡层上设有吸收层，在吸收层上刻蚀出双台面结构，在吸收层及双台面结构上沉积钝化层，在钝化层上开窗口，窗口处设置欧姆接触层、肖特基接触层，在器件表面依次设置绝缘层a、挡光层和绝缘层b，并且开孔使欧姆接触层和肖特基接触层露出。并公开了其制备方法。本发明在缓冲层上沉积AlGaN层作为阻挡层，实现器件对具体波长范围为250‑280nm的光信号的响应；在阻挡层上沉积一层过渡层，降低了器件体内的晶格失配，可以减小器件暗电流；在器件最上层设计绝缘层a/挡光层/绝缘层b的结构，可提高器件的响应度。

技术领域

本发明涉及一种具有挡光层的非等平面AlGaN基肖特基型紫外探测器及其制备方法，属于半导体紫外探测领域。

背景技术

近年来，紫外探测器在军事和民用领域得到了越来越广泛的应用。在军事上，紫外探测技术可以应用于机密军事情报的传递、导弹监测和预警以及在现代生化武器战争中对生化试剂的检测等领域中。在民用上，紫外探测技术可以应用于对森林重大火灾的监测、对生物医学中疾病病发原理的研究以及公安机关的侦查破案等领域中。而AlGaN材料作为直接宽禁带半导体，且其禁带宽度对应的波长范围为200-365nm，因此AlGaN材料在制备紫外探测器中具有很大的优势。

半导体紫外探测器主要可分为光电导探测器和光伏探测器，肖特基型紫外探测器是光伏探测器的一种。AlGaN基肖特基型紫外探测器虽然具有本征日盲、响应快和抗辐射能力强等优点，但在对微弱信号的探测上有很大的局限性，一方面是器件体内因Al组分相差较大产生了晶格失配和较多的缺陷，导致器件的暗电流较大，另一方面是由于器件响应度的限制。

发明内容

本发明提供了一种具有挡光层的非等平面AlGaN基肖特基型紫外探测器及其制备方法，目的是针对现有技术的不足，实现更低的暗电流和对具体信号范围的更高的响应度。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种具有挡光层的非等平面AlGaN基肖特基型紫外探测器，包括依次设置的蓝宝石衬底、缓冲层、阻挡层、掺杂层、过渡层，在过渡层上设有吸收层，在吸收层上刻蚀出双台面结构，在吸收层及双台面结构上沉积钝化层，在钝化层上开窗口，在深至掺杂层的窗口处设置欧姆接触层，在吸收层的窗口处设置肖特基接触层，在器件表面依次设置绝缘层a、挡光层和绝缘层b，并且开孔使欧姆接触层和肖特基接触层露出。

优选的，所述缓冲层为非故意掺杂AlN，厚度为1000nm，用以降低AlGaN与衬底之间的晶格失配，减小暗电流。

优选的，所述阻挡层为Al组分为0.55的n型AlGaN，厚度为1000nm，用以吸收波长低于250nm的光信号。

优选的，所述掺杂层为Al组分为0.52的n型AlGaN，厚度为800nm。

优选的，所述过渡层为n型AlGaN，厚度为30nm，该层Al组分在0.42-0.52之间逐渐变化，靠近掺杂层端的Al组分为0.52，靠近吸收层端的Al组分为0.42，中间部分的Al组分逐渐变化，用以降低Al组分相差较大的AlGaN材料之间的晶格失配，减小暗电流。

优选的，所述吸收层为Al组分为0.42的非故意掺杂AlGaN，厚度为250nm。

优选的，所述欧姆接触层为钛/铝/镍/金，厚度为30/150/50/100nm。

优选的，所述肖特基接触层为镍/金，厚度为20/100nm。

优选的，所述钝化层为二氧化硅，厚度为200nm，用以防止器件表面AlGaN的氧化和修饰表面缺陷，减小暗电流。