[发明专利]一种基于GaN微米线阵列光探测器芯片叉指电极、光探测器芯片及其制备方法

权利要求书

1.一种基于GaN微米线阵列光探测器芯片叉指电极，所述叉指电极以特定的方向位于GaN微米线阵列表面，其特征在于，所述叉指电极为肖特基接触的合金电极层，该合金电极层由依次层叠的金属肖特基接触层、金属加厚层、金属黏附层和金属抗氧化层组成；

在形状上，所述叉指电极是由双沟道三指头和一对方形pad图形组成的高纵横比图案，其中第一和第二指头分别连接至第一方形pad图形的两端侧，第三指头连接至第二方形pad图形的中部，第一方形pad图形和第二方形pad图形相对设置，第三指头设置于第一、第二指头之间，整体上呈叉指状，其中，所述指头的长度为750～3750μm，宽度为10～30μm，相邻指间距离为5～40μm，其源漏间距为20～80μm。

2.根据权利要求1的所述叉指电极，其特征在于，所述金属肖特基接触层优选Ni层，其厚度为30～60nm；所述金属加厚层优选Al层，其厚度为500～800nm；所述金属黏附层优选Ni、Ti或Cr层，其厚度为30～50nm；所述金属抗氧化层优选Au或Ag层，其厚度为80～300nm。

3.根据权利要求1或2的所述叉指电极，其特征在于，所述叉指电极的高纵横比优选10～40；所述方形pad图形的边长为80～120μm；

优选地，所述指头的长度为750μm；

优选地，所述指头宽度为20μm；

优选地，所述指间距为20μm；

优选地，所述源漏间距为50μm。

4.根据权利要求2的所述叉指电极，其特征在于，所述金属肖特基接触层的厚度优选50nm。

5.根据权利要求2或4的所述叉指电极，其特征在于，所述金属加厚层的厚度优选800nm。

6.根据权利要求5的所述叉指电极，其特征在于，所述金属黏附层优选Ni金属层，其厚度优选30nm；所述金属抗氧化层优选Au层，其厚度优选120nm。

7.根据权利要求3的所述叉指电极，其特征在于，所述叉指电极的高纵横比优选10，所述方形pad图形的边长为100μm。

8.一种基于GaN微米线阵列的光探测器芯片，包含衬底，所述衬底上设置有平行排列的凹槽，所述凹槽的截面呈倒梯形，GaN微米线阵列排布于所述凹槽的侧壁，其特征在于，权利要求1～7所述的叉指电极设置于所述GaN微米线阵列的表面，所述叉指电极指头的长度方向沿所述GaN微米线阵列排布的方向设置。

9.一种基于GaN微米线阵列光探测器芯片叉指电极的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：

准备生长有GaN微米线阵列的衬底，该衬底上设置有平行排列的凹槽，所述凹槽的截面呈倒梯形，GaN微米线阵列排布于所述凹槽的侧壁；

在GaN微米线阵列和衬底的表面形成预定图案的光刻胶层；

采用真空热蒸镀法在衬底、光刻胶层的表面依次热蒸发厚度为30～60nm的金属肖特基接触层、500～800nm的金属加厚层、30～50nm的金属黏附层和80～300nm的金属抗氧化层；

选用丙酮或DMF有机溶剂去除光刻胶层形成预定图案的叉指电极；

其中，热蒸发过程中腔室的气压为1×10^–6～3×10^–6torr，

金属肖特基接触层热蒸发的过程中，其初始蒸镀电流为105～115A，随后控制电压稳定在1.8～2.2V之间，蒸镀速率为

金属加厚层的热蒸发过程中，其初始蒸镀电流为85～100A，初始蒸镀速率为待蒸镀厚度为10～20nm之后，提升蒸镀速率至蒸镀厚度为460～780nm，最后再将蒸镀速率降低至蒸镀厚度为10～20nm；

金属黏附层的热蒸发过程中，蒸镀速率为

金属抗氧化层的热蒸发过程中，初始蒸镀电流为90～125A，初始蒸镀速率为蒸镀厚度为10～20nm时，逐步提升蒸镀速率至

10.根据权利要求9的所述制备方法，其特征在于，优选DMF有机溶剂去除光刻胶层：将所述衬底置于DMF有机溶剂中超声，超声功率为20～60W，温度为40～60℃，时间为10～20min，直至光刻胶脱落，之后用乙醇和水洗净，最后用氮气枪吹干。