[发明专利]采用纳米粒子提高AlGaN基探测器性能的方法

说明书

技术领域

本发明属于半导体技术领域，特别是指一种为获得高性能的AlGaN基紫外及深紫外探测器的方法。

背景技术

三元合金AlGaN随Al组分的变化其禁带宽度在3.4～6.2eV之间连续变化，对应波长范围为200～365nm，是制作紫外及深紫外探测器的理想材料，此外，AlGaN基材料具有相当高的迁移率，有陡峭的截止边和较高的量子效率，表面复合率低，化学稳定性强，使AlGaN基紫外及深紫外探测器具有广阔的应用前景。

近年来，由于国内外的许多研究组都纷纷将研究重心转移到AlGaN基深紫外光电材料和器件的研究上，所以在AlGaN基紫外及深紫外探测器上取得了一定的突破和进展，实现了紫外及深紫外金属-半导体-金属探测器、肖特基结构探测器以及P-I-N结构的探测器。但是，到目前为止，AlGaN基紫外及深紫外探测器的性能远低于人们的期待，影响其性能的主要因素是AlGaN基材料中高密度位错的存在。由于缺乏同质单晶衬底，一般在蓝宝石衬底上外延生长AlGaN材料，由于大的晶格失配和热失配，使得AlGaN中的位错密度往往都在10⁹以上。研究已经证明，高位错密度的存在是导致AlGaN基材料肖特基接触反偏漏电流的主要原因。

选择性外延的方法能够在一定程度上降低AlGaN基材料中的位错密度，因为外延层在掩膜层上的横向外延能够导致穿透位错的弯曲。但是，此方法制备仍然不能解决AlGaN中高位错密度的存在，其主要原因是窗口区域和横向外延的交接处依然存在高密度的位错。因此，在提高材料质量的基础上，如何抑制高密度位错对AlGaN基探测器性能的影响是提高AlGaN基探测器性能的有效途径。

到目前为止，为了消除位错对AlGaN基探测器性能带来的不利影响，所采取的主要方法有热氧化法、利用导电原子力微区阳极氧化法以及在AlGaN基材料沉积钝化膜。但是，这些方法均存在一定的问题，如热氧化法会引进氧杂质，利用原子力微区阳极氧化法只能局部钝化位错，对大面积的AlGaN基材料显得无能为力。而在AlGaN基材料沉积钝化膜的方法，虽然在一定程度上抑制了位错对探测器漏电等性能的影响，但是会增加探测器的相应时间。

发明内容

本发明为解决采用现有技术消除位错对AlGaN基探测器性能影响的过程中存在引进氧杂质或只能实现局部钝化位错的问题，提供一种采用纳米粒子提高AlGaN基探测器性能的方法。

采用纳米粒子提高AlGaN基探测器性能的方法，该方法由以下步骤实现：

步骤一、在常规衬底上生长AlGaN基材料；

步骤二、在步骤一所述的AlGaN基材料表面制备纳米粒子；

步骤三、采用光刻技术在步骤二所述的纳米粒子上制备光刻胶掩膜图形；

步骤四、采用真空蒸发方法在步骤三所述的光刻胶掩膜图形上制备金属电极；

步骤五、采用Lift Off方法溶解步骤四所述的光刻胶，电极退火，获得高性能的AlGaN基探测器。

本发明的有益效果：本发明在常规AlGaN基探测器制备方法的基础上，在AlGaN材料表面制备SiO₂、SiN等介电质纳米粒子，所述的纳米粒子能够有效的起到钝化AlGaN基材料位错密度，降低AlGaN基探测器漏电流，为提高AlGaN基探测器性能提供了有效途径。本发明制备方法简单，成本低廉。

附图说明

图1为本发明采用纳米粒子提高AlGaN基探测器性能的方法流程图；

图2为本发明采用纳米粒子提高AlGaN基探测器性能的方法中AlGaN探测器的结构示意图。

具体实施方式

具体实施方式一、结合图1说明本实施方式，采用纳米粒子提高AlGaN基探测器性能的方法，该方法由以下步骤实现：

步骤一、在常规衬底上生长AlGaN基材料；

步骤二、在步骤一所述的AlGaN基材料表面制备纳米粒子；

步骤三、采用光刻技术在步骤二所述的纳米粒子上制备光刻胶掩膜图形；

步骤四、采用真空蒸发方法在步骤三所述的光刻胶掩膜图形上制备金属电极；

步骤五、采用Lift Off技术溶解步骤四所述的光刻胶，电极退火，获得高性能的AlGaN基探测器。

本实施方式中步骤一所述的常规衬底为蓝宝石、硅、碳化硅等常规衬底；生长AlGaN基材料的生长方法为金属有机化合物气相沉积法(MOCVD)，尤其是高温MOCVD方法生长AlGaN基材料。