[发明专利]一种高抑制比背入射AlGaN基日盲探测器

说明书

本发明公开了一种高抑制比背入射AlGaN基日盲探测器，在蓝宝石衬底背面镀有UVC滤光膜，UVC滤光膜截止波长范围为280nm‑400nm。本发明高抑制比背入射AlGaN基日盲探测器，改进了现有AlGaN基日盲探测器抑制比偏低，在UVA和UVB有微弱响应的不足，通过实践验证，本发明的高抑制比AlGaN基日盲探测器与常规AlGaN基日盲探测器制备工艺兼容，在保证日盲波段量子效率的同时，进一步抑制了AlGaN基日盲紫外探测器在UVA和UVB波段的响应。

技术领域

本发明涉及一种高抑制比背入射AlGaN基日盲探测器，属于半导体日盲光电探测器件技术领域。

背景技术

紫外线辐射是大自然中最强的一种辐射，其波长范围为200nm～400nm，根据波长范围，可分为UVA(400nm-320nm)、UVB(320nm-290nm)、UVC(280nm-200nm)三个波段范围。太阳光是地球表面紫外光的重要来源，由于大气臭氧层的吸收，太阳光到达地面的辐射存在一个240～280nm的光谱盲区，称为“日盲区”；工作在这一波段的紫外探测器可以不受太阳背景辐射的影响，而具有很高的灵敏度和信噪比，在火灾报警、导弹尾焰探测跟踪等领域具有重要应用。

紫外探测技术的核心器件是紫外探测器，目前常见的紫外探测器件可分为为真空紫外探测器件和固态紫外探测器件。其中，固态紫外探测器件以基于半导体材料的光电二极管为主，常用于制备紫外探测的半导体材料是第一代半导体材料Si及第三代半导体材料GaN和SiC。其中，Si的禁带宽度为1.12eV，波段响应范围覆盖近红外-可见-紫外范围，对可见光具有强烈的响应，在用于紫外探测时，需使用价格昂贵、面积大的紫外滤光片，而且，Si材料对紫外具有强烈的吸收效果，导致Si探测器在紫外波段的量子效率极低，在制备紫外探测器时，需进行特殊的紫外增强型结构设计以及特殊工艺流程设计和改进。作为第三代半导体代表材料的(Al)GaN和SiC材料具有大禁带宽度、高电子漂移速度、高临界击穿场强、高热导率、化学稳定性优、对可见光无响应等优点，是制备紫外探测器的理想材料，其中(Al)GaN具有直接带隙、带隙可调等优点，是制备日盲紫外探测器的优选材料。

当前在紫外探测市场上，已出现商业化的(Al)GaN和SiC紫外探测器，其结构主要为PIN结构和Schottky结构。AlGaN日盲紫外探测器主要基于蓝宝石衬底上生长AlGaN材料技术路线。虽然伴随着UVC LED技术的快速发展，AlGaN外延材料晶体质量得到大幅提升，但AlGaN材料与蓝宝石衬底之间存在大的晶格失配与热膨胀系数失配的物性制约，以及Al原子相比Ga原子存在较大的表面黏附系数和较低的表面迁移率等因素，蓝宝石上外延AlGaN外延生长中容易产生大量的穿透位错，AlGaN材料中依然存在较高的蓝光带和黄光带缺陷，导致目前AlGaN日盲紫外探测器在UVB和UVA波段依然有微弱响应，日盲特性抑制比不高，在实际应用中，依然会受到太阳光的干扰，严重影响UVC监控的信噪比。

发明内容

本发明提供一种高抑制比背入射AlGaN基日盲探测器，目的是解决当前AlGaN基日盲探测器抑制比差，受太阳光干扰严重的问题。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种高抑制比背入射AlGaN基日盲探测器，在蓝宝石衬底背面镀有UVC滤光膜，UVC滤光膜截止波长范围为280nm-400nm。

本申请高抑制比背入射AlGaN基日盲探测器，在蓝宝石衬底背面蒸镀UVC滤光膜，与传统AlGaN基日盲紫外探测器具有相同的制备工艺流程，在不增加AlGaN基日盲紫外探测器制备工艺难度的同时，结合UVC滤光膜的高UVC选择性与AlGaN紫外探测器的日盲选择性，进一步增强AlGaN基日盲紫外探测器的抑制比。

上述日盲探测器对UVA、UVB波段具有更好的抑制性，具有更高的日盲抑制比。

为保证该高抑制比背入射AlGaN基日盲探测器的综合性能，UVC滤光膜在UVC波段的透过率高于80％，UVC滤光膜在UVA和UVB波段的透过率低于0.1％。