[发明专利]一种氮化物紫外雪崩光电探测器及其制作方法

权利要求书

1.一种氮化物紫外雪崩光电探测器，所述氮化物紫外雪崩光电探测器的芯片结构包括：P型层、N型层、上电极和下电极，其特征在于，所述P型层设置于N型层上方，经光刻、湿法腐蚀和刻蚀工艺露出部分N型层，所述上电极置于P型层上方，所述下电极置于N型层露出部分上方，所述上电极与下电极位于芯片同面，芯片表面除电极区域外均覆盖介质膜，所述介质膜为双层复合膜，由内至外分别为SiN_X介质膜和BCB介质膜；且在所述SiN_X介质膜表面浸润有六甲基二硅胺，所述SiN_X介质膜和BCB介质膜之间通过六甲基二硅胺粘附。

2.根据权利要求1所述的一种氮化物紫外雪崩光电探测器，其特征在于，N型层材料采用GaN或Al_xGa_1-xN材料；厚度范围为0.1～1微米；有效电子浓度不小于1×10¹⁷cm^-3，其中x为Al组分，0＜x＜1。

3.根据权利要求1所述的一种氮化物紫外雪崩光电探测器，其特征在于，P型层材料采用GaN或Al_xGa_1-xN材料；厚度范围为0.05～0.5微米，有效空穴浓度不小于1×10¹⁶cm^-3，其中x为Al组分，0＜x＜1。

4.根据权利要求1或3所述的一种氮化物紫外雪崩光电探测器，其特征在于，所述SiN_X介质膜厚度为0.2-0.3μm，所述BCB介质膜厚度为1.0-3.5μm。

5.一种氮化物紫外雪崩光电探测器制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、采用等离子体化学气相沉积生长SiO₂刻蚀掩膜形成P型层和N型层结构，并采用光刻和湿法腐蚀工艺制作SiO₂刻蚀掩膜；

S2、采用ICP刻蚀设备进行台阶外延材料刻蚀，暴露出部分N型层；

S3、对芯片表面清洗，去除P型层和N型层所形成的台阶顶部和侧壁的刻蚀生成物和腐蚀损伤层以及去除刻蚀掩膜，并在氮气气氛中退火消除刻蚀损伤；

S4、在N型层暴露出的上表面两侧光刻下电极孔，采用磁控溅射和剥离工艺制作在N型层上表面制作Ni/Au下电极，在氮气氛围下，对下电极合金；

S5、采用PECVD工艺，在P型层表面和N型层表面生长SiN_X介质膜，使用六甲基二硅胺(HMDS)浸泡生长有SiN_X介质膜的芯片表面，浸泡完成后对芯片表面进行甩干和烘烤；其中在六甲基二硅胺中浸泡时间为3～5min，在甩干机上使用+3000rpm转速进行甩干后，烘烤温度为90～120℃，烘烤时间为120～180S；

S6、在P型层上表面光刻上电极孔，采用磁控溅射和剥离工艺在P型层上表面制作Ni/Au上电极，在氮气氛围下，对上电极合金；

S7、在芯片表面旋涂BCB介质膜，并光刻露出上下电极孔，在氮气气氛中固化BCB介质膜；

S8、在上下电极孔表面采用高频等离子体打胶机处理，采用磁控溅射和光刻剥离工艺制作P型层上电极的延伸电极。

6.根据权利要求5所述的一种氮化物紫外雪崩光电探测器制作方法，其特征在于，对上电极合金的温度低于对下电极合金的温度。

7.根据权利要求5所述的一种氮化物紫外雪崩光电探测器制作方法，其特征在于，所述下电极所采用的梯度升温和降温的条件为350～450℃下保持120S、800～900℃下保持30S、350～450℃下保持120S。