[发明专利]一种用于紫外探测的雪崩光电二极管及其制备方法和工作方法

权利要求书

1.一种用于紫外探测的雪崩光电二极管，其特征是包括衬底(101)、缓冲层(102a)、宽禁带半导体光吸收层(102b)、以及至少一对肖特基电极：第一肖特基电极(103)和第二肖特基电极(104)；衬底(101)上依次为缓冲层(102a)、宽禁带半导体光吸收层(102b)，第一肖特基电极(103)与第二肖特基电极(104)为两个背对背肖特基电极，呈水平分布，直接覆盖在宽禁带半导体光吸收层(102b)上。

2.根据权利要求1所述的一种用于紫外探测的雪崩光电二极管，其特征是雪崩光电二极管设有肖特基电极的一侧覆盖绝缘介质钝化层(105)，绝缘介质钝化层(105)上对应肖特基电极设有引线孔。

3.权利要求1或2所述的一种用于紫外探测的雪崩光电二极管的制备方法，其特征是包括以下步骤：

1)在衬底(101)上外延生长紫外雪崩光电二极管晶片的外延层，外延层结构在衬底上从下到上包括缓冲层(102a)、宽禁带半导体光吸收层(102b)；

2)采用半导体微加工方法制作金属-半导体-金属平面电极结构，包括制备至少一对背靠背肖特基电极：第一肖特基电极(103)和第二肖特基电极(104)，制备得到的肖特基电极位于宽禁带半导体光吸收层(102b)的同一侧，在宽禁带半导体光吸收层(102b)上呈水平横向分布；

3)在制备了金属-半导体-金属平面电极结构的半导体芯片表面覆盖绝缘介质钝化层(105)，并通过半导体微加工方法在肖特基电极上面刻蚀出引线孔，得到雪崩光电二极管。

4.根据权利要求3所述的用于紫外探测的雪崩光电二极管的制备方法，其特征是宽禁带半导体光吸收层(102b)的禁带宽度大于2.5eV，并且载流子浓度小于1×10¹⁸cm^-3，其厚度介于50nm到1mm之间，宽禁带半导体包括GaN，AlN，ZnO，SiC，diamond，及其三元或四元合金材料。

5.根据权利要求3所述的用于紫外探测的雪崩光电二极管的制备方法，其特征是衬底(101)、缓冲层(102a)和宽禁带半导体光吸收层(102b)皆为晶体材料，缓冲层(102a)的厚度在0到100μm之间，衬底(101)和缓冲层(102a)的材料与宽禁带半导体光吸收层(102b)的材料可以是同种材料，也可以是不同材料；如为不同材料，衬底(101)和缓冲层(102a)的材料与宽禁带半导体光吸收层(102b)的材料之间的晶格失配应小于25％。

6.根据权利要求3所述的用于紫外探测的雪崩光电二极管的制备方法，其特征是第一肖特基电极(103)与第二肖特基电极(104)之间的平均间距介于0.1μm到1mm之间；肖特基电极材料为为金属或其他导电介质材料，所述金属包括Pt、Ni、Al、Au及其多层膜或合金，所述其他导电介质材料包括ITO、AZO和IZO，肖特基电极厚度介于1nm到100μm之间；肖特基电极形态包括叉指型，圆环型等。

7.根据权利要求3所述的用于紫外探测的雪崩光电二极管的制备方法，其特征是绝缘介质钝化层(105)的厚度介于1nm到50μm之间，介质钝化材料包括：SiOx、SiNx、Al₂O₃、AlN和polyimide。