[发明专利]一种有源区全耗尽的pin异质结日盲紫外高速光电探测器及其制备方法

权利要求书

1.一种有源区全耗尽的pin异质结日盲紫外高速光电探测器，其特征在于，由下至上包括：氧化铝衬底(1)、氮化镓缓冲层(2)、非掺杂氮化镓层(3)、p型氮化镓层(4)、位于p型氮化镓层(4)上表面一区域的p型欧姆接触电极(5)和位于p型氮化镓层(4)上表面另一区域域的i型氧化镓层(6)、位于i型氧化镓层(6)上表面的n型氧化镓层(7)和位于n型氧化镓层(7)上表面的n型欧姆接触电极(8)；所述p型欧姆接触电极(5)和所述i型氧化镓层(6)之间留有间隙。

2.一种有源区全耗尽的pin异质结日盲紫外高速光电探测器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将氧化铝衬底(1)放入丙酮、乙醇、去离子水中依次超声清洗10min～15min，然后用氮气枪吹干；

2)在氧化铝衬底(1)上利用MOCVD技术生长氮化镓缓冲层(2)；

3)在氮化镓缓冲层(2)上利用MOCVD技术生长非掺杂的氮化镓层(3)；

4)在非掺杂的氮化镓层(3)上利用MOCVD技术生长p型氮化镓层(4)；所述p型氮化镓层(4)为p型层；

5)将样品放入丙酮、乙醇、去离子水中依次超声清洗10min～15min，然后用氮气枪吹干；

6)在p型氮化镓层(4)的一侧上利用PLD技术生长非掺杂的本征氧化镓层(6)；所述本征氧化镓层(6)为i型层；

7)在i型氧化镓层(6)上利用PLD技术生长n型氧化镓层(7)；所述n型氧化镓层(7)为n型层；

8)利用氩等离子体对p型欧姆接触电极(5)的沉积区域进行预处理；

9)在p型氮化镓层(4)的另一侧上利用磁控溅射技术镀上p型欧姆接触电极(5)；

10)将样品放入快速退火炉中对p型欧姆接触电极(5)进行退火以改善p型欧姆接触；

11)在n型氧化镓层(7)上利用磁控溅射技术镀上n型欧姆接触电极(8)；

12)将样品放入快速退火炉中对n型欧姆接触电极(8)进行退火以改善n型欧姆接触。

3.根据权利要求2所述一种有源区全耗尽的pin异质结日盲紫外高速光电探测器的制备方法，其特征在于，所述氧化铝衬底(1)的尺寸为5mm×10mm×0.5mm，氧化铝取向为c面；所述氮化镓缓冲层(2)的厚度为50nm～70nm；所述非掺杂的氮化镓层(3)的厚度为2μm～2.5μm；

所述p型氮化镓层(4)的厚度为2μm～2.5μm，载流子浓度为5×10¹⁷cm³～5×10¹⁸cm³；

所述i型氧化镓层(6)的厚度为200nm～250nm，载流子浓度为1×10¹⁶cm³～2.1×10¹⁶cm³。

4.根据权利要求2所述一种有源区全耗尽的pin异质结日盲紫外高速光电探测器的制备方法，其特征在于，所述i型氧化镓层(6)的生长工艺条件为：PLD采用非掺杂的氧化镓靶材，脉冲激光的频率和能量密度分别为4～6Hz和1.3～1.5J/cm²，靶材和衬底之间的距离为4.5～5.5cm，生长温度为630～670℃，氧气压力为1Pa～1.5Pa；为了降低i型氧化镓层(6)的载流子浓度，在i型氧化镓层(6)沉积之后，将生长室温度降低到590～610℃，氧气压力增加到30kPa～101kPa，样品在高氧压的环境下退火10min～30min。

5.根据权利要求2所述一种有源区全耗尽的pin异质结日盲紫外高速光电探测器的制备方法，其特征在于，所述n型氧化镓层(7)的厚度为30nm～50nm，载流子浓度为5×10¹⁸cm³～5×10¹⁹cm³。