[发明专利]一种GaN基紫外探测器及其制作方法

说明书

本发明公开了一种GaN基紫外探测器及其制作方法，方法制作方法包括：一、提供衬底，所述衬底设有多条梯形条和多条梯形槽，所述梯形条和梯形槽交替设置形成阵列结构，所述梯形条的上表面设有保护层；二、在梯形槽内形成吸收晶体层，所述吸收晶体层由GaN制成，其中，每个梯形槽内设有隔离槽，所述隔离槽将梯形槽内的吸收晶体层分开成两个；三、在吸收晶体层上形成电极，所述电极与所有吸收晶体层形成导电连接。本发明通过衬底上的梯形条和梯形槽形成阵列结构，使得形成在梯形槽内吸收晶体层被梯形条隔开，从而增加吸收晶体层的吸光面积，并减少吸收晶体层的缺陷密度，有效来增强本发明GaN基紫外探测器对紫外光光致电流反应。

技术领域

本发明涉及紫外探测器技术领域，尤其涉及一种GaN基紫外探测器及其制作方法。

背景技术

作为第三代半导体之一，GaN因为其独特的光电子特性(3.4eV禁带宽度)，被公认为紫外探测器的核心材料，非常适用于高度集成紫外光电子器件。但是对于传统的GaN紫外探测器来说，其通常是在平面衬底之上制备而成，而平面结构的探测器具有很高的表面反射效率，会导致探测器的光子吸收效率、光探测率以及响应率等性能会受到影响。近些年来，表面修正技术被越来越多的使用于有效地减少表面反射和增强光子的吸收效率方面，尤其是对GaN、AlGaN等外延材料的器件。在诸多表面修正技术中，自上而下的基底微加工技术、自下而上的合成纳米材料(纳米结构和薄膜材料)技术以及二者的结合被认为是最有效的方法和技术路径。利用半导体PN结光伏效应制成的器件称为光伏探测器，也称结型光电器件。这类器件品种很多，其中包括：光电池、光电二极管、光电晶体管、光电场效应管、PIN管、雪崩光电二极管、光可控硅、阵列式光电器件、象限式光电器件、位置敏感探测器(PSD)、光电耦合器件等。

目前大多数紫外探测器的光电响应在准确性和灵敏度方面有待进一步提高，同时由于不可避免的表面反射，导致入射光子在探测器中的吸收效率也未能达到理论值，因此紫外探测器在量子效率、光响应率等光电性能是目前研究人员急需要解决的问题之一。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种GaN基紫外探测器及其制作方法，增加紫外光吸光面积，减少晶体缺陷密度，增强紫外光光致电流反应。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种GaN基紫外探测器的制作方法，包括：

一、提供衬底，所述衬底设有多条梯形条和多条梯形槽，所述梯形条和梯形槽交替设置形成阵列结构，所述梯形条的上表面设有保护层；

二、在梯形槽内形成吸收晶体层，所述吸收晶体层由GaN制成，其中，每个梯形槽内设有隔离槽，所述隔离槽将梯形槽内的吸收晶体层分开成两个；

三、在吸收晶体层上形成电极，所述电极与所有吸收晶体层形成导电连接。

作为上述方案的改进，所述衬底为硅衬底，所述梯形槽的正面为硅衬底的100晶面，所述梯形条的侧面为硅衬底的111晶面，所述吸收晶体层在硅衬底的100晶面上形成。

作为上述方案的改进，所述梯形槽的底部宽度为13～23μm，所述梯形条和梯形槽的总宽度为30～70μm。

作为上述方案的改进，所述梯形条的侧面与所述梯形槽的正面的夹角角度为125°～145°。

作为上述方案的改进，所述吸收晶体层的制备方法包括：

(21)、采用MOCVD或HVPE法在梯形槽内沉积形成吸收晶体层；

(22)对步骤(11)形成的吸收晶体层进行蚀刻，刻蚀至衬底的表面形成所述隔离槽，以将梯形槽内的吸收晶体层分开成两个。

作为上述方案的改进，步骤(21)中，采用MOCVD沈积法在梯形槽内形成吸收晶体层，其中，