[发明专利]一种AlInGaN发光和探测集成芯片

说明书

本发明涉及紫外发光芯片技术领域，尤其涉及一种AlInGaN发光和探测集成芯片；本发明所述AlInGaN发光和探测集成芯片包括AlInGaN紫外发光芯片和AlInGaN紫外探测器芯片；所述AlInGaN紫外发光芯片和AlInGaN紫外探测器芯片的外延结构独立的包括衬底和设置在所述衬底一侧表面的功能层；所述AlInGaN紫外发光芯片的功能层和AlInGaN紫外探测器芯片的功能层之间通过隔离层隔离。所述AlInGaN发光和探测集成芯片使芯片在发光的同时，能够实时监测发光强度的大小，监测紫外强度随时间的衰减情况。

技术领域

本发明涉及紫外发光芯片技术领域，尤其涉及一种AlInGaN发光和探测集成芯片。

背景技术

紫外探测器是将一种形式的电磁辐射信号转换成另一种易被接收处理信号形式的传感器，光电探测器利用光电效应，把光学辐射转化成电学信号。光电效应中，光子激发光阴极产生光电子，然后被收集放大，获得的光信号（电流等）是接收到的辐射转换值。半导体探测器件因其优异的特性在很多领域被广泛应用，尤其紫外半导体探测器因其军事和民用领域而备受关注。AlGaN PIN型光电二极管，金属-半导体-金属（MSM）光电二极管，PN结型光电二极管，肖特基型光电二极管，这些探测器结构在紫外探测领域得到广泛的研究及应用。

同时，紫外发光也备受关注，基于氮化铝镓（AlInGaN）材料的深紫外发光二极管具备坚固、节能、寿命长、无汞和环保等优点。AlInGaN材料因其禁带宽度能够跨越370nm直达200nm波段，所以AlInGaN材料是很好的紫外发光材料，其波长能够覆盖UVA、UVB和UVC。UVA在光固化领域的应用颇为广泛，同时UVB是光疗的有效波段，能够治疗白癜风、牛皮癣等皮肤病，UVC在紫外消杀领域独具特点，广受消杀场景的热爱。但是通常来讲，AlInGaN紫外发光性能需要通过积分球或者照度计测量，设备昂贵且过程复杂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种AlInGaN发光和探测集成芯片，所述AlInGaN发光和探测集成芯片使芯片在发光的同时，能够实时监测发光强度的大小，监测紫外强度随时间的衰减情况。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种AlInGaN发光和探测集成芯片，包括AlInGaN紫外发光芯片和AlInGaN紫外探测器芯片；

所述AlInGaN紫外发光芯片和AlInGaN紫外探测器芯片的外延结构独立地包括衬底和设置在所述衬底一侧表面的功能层；

所述AlInGaN紫外发光芯片的功能层和AlInGaN紫外探测器芯片的功能层之间通过隔离层隔离；

所述功能层包括依次层叠设置的半导体AlInGaN缓冲层、半导体超晶格层、非掺杂AlInGaN半导体层、第一N型AlInGaN半导体层、第二N型AlInGaN半导体层、量子阱发光层、P型AlInGaN空穴注入层、非掺杂的AlInGaN光吸收层、P型AlInGaN空穴传输层和P型AlInGaN接触层。

优选的，所述半导体AlInGaN缓冲层的材料为Al_x1In_y1Ga_1-x1-y1N，其中，x10.8，y10.02；

所述半导体AlInGaN缓冲层的厚度为300~5000nm。

优选的，所述半导体超晶格层包括依次交替层叠设置的Al_x2In_y2Ga_1-x2-y2N层和Al_x3In_y3Ga_1-x3-y3N，其中，x2和x3独立的0.6，y2和y3独立的0.02；