[发明专利]AlGaN基MSM结构日盲型紫外探测器及其制备方法

说明书

技术领域

本发明是关于紫外探测器的，特别涉及一种AlGaN基MSM(金属-半导体-金属)结构的 日盲型紫外探测器及其制备方法。

背景技术

紫外探测技术在军事和民用方面均有很高的应用价值。在军事上，紫外探测技术可用于 导弹制导、导弹预警、紫外通讯和生化分析等领域；在民用领域中，可用于火焰探测、生物 医药分析、臭氧检测、紫外树脂固化、燃烧工程、紫外水净化处理、太阳照度检测、公安侦 察、紫外天文学等非常广泛的领域。

GaN三元合金系AlGaN随Al组分的变化，禁带宽度可以从GaN的3.4eV连续变化到AlN 的6.2eV，对应的截止波长可以连续地从365nm变化到200nm.，覆盖了地球上大气臭氧层吸 收主要窗口200～280nm，是制作太阳盲区紫外探测器的理想材料之一。同时，AlGaN材料还 具有很高的热导率、电子饱和速度、极高的击穿电场和光电转换量子效率，低介电常数和表 面复合率、耐高温性、耐腐蚀性、抗辐射等稳定的物理和化学特性，用它制作的紫外探测器 能很好的在高温和宇航及军事等极端条件下工作。金属-半导体-金属(MSM)结构因其平面型、 制备工艺相对简单、无需制作p-n结、避开掺杂和欧姆接触等问题、容易获得高量子效率、 高响应度以及便于单片光电集成等诸多优点而备受青睐。用AlGaN材料制作的MSM结构的日 盲紫外探测器具有高响应度、低暗电流、高紫外/可见光抑制比、高探测率、高量子效率等特 性。

发明内容

本发明的目的是提供一种AlGaN基MSM结构日盲型紫外探测器及其制备方法，以获得 在日盲范围(波长小于280nm)响应的紫外探测器。

本发明通过如下技术方案予以实现。

AlGaN基MSM结构日盲型紫外探测器，包括衬底10和设置在衬底10上面的缓冲层11， 其特征在于，所述缓冲层11的上面设置有吸收层12，该吸收层12为非故意掺杂的300nm厚 的n-Al_0.6Ga_0.4N层，载流子浓度约为8×10¹⁵cm^-3，吸收层12的上面设置有SiO₂层13和肖特基 接触电极14。

所述衬底10为蓝宝石材料。

所述肖特基接触电极14为Ni/Pt/Au金属层，为30nm/20nm/80nm，为肖特基接触叉指电 极结构，即交叉手指状，指长996μm，指宽为4μm，指间距为4μm，面积1mm×1mm。

该探测器的响应范围为200～272nm。

AlGaN基MSM结构日盲型紫外探测器的制备方法，包括如下步骤：

①采用金属有机化学气相沉积方法在蓝宝石衬底10上沉积一层AlN缓冲层11；

②在步骤①的缓冲层11上面，采用金属有机化学气相沉积方法生长一层非故意掺杂的非 故意掺杂的300nm厚的n-Al_0.6Ga_0.4N吸收层(12)，载流子浓度约为8×10¹⁵cm^-3；

③步骤②的吸收层12生长完成后，先后用丙酮、乙醇、去离子水清洗材料；

④在吸收层12上面沉积SiO₂层13，用等离子体刻蚀工艺刻蚀SiO₂层，刻蚀出叉指电极 图形，刻蚀深度150nm。

⑤在刻蚀出的图形上蒸发一层Ni/Pt/Au金属层做肖特基接触电极14，采用标准的剥离 工艺剥离出叉指电极金属条；

⑥将做好的肖特基接触金属电极在400℃下退火3min。

⑦然后进行电镀压焊点、划片、引线键合，最后封装在管壳上制成紫外探测器器件。

所述步骤①的AlN缓冲层11的厚度为200nm。

所述步骤②的吸收层12生长过程中用三甲基镓、三甲基铝和氨气分别作为Ga、Al和N 源，载气为高纯氢气。

所述步骤④的SiO₂层13的厚度为150nm。

所述步骤⑤的金属层Ni/Pt/Au为30nm/20nm/80nm。

本发明的有益效果是，提供了一种AlGaN基MSM结构日盲型紫外探测器及其制备方法， 该紫外探测器的响应波长为200～272nm。

附图说明

图1是本发明的AlGaN基MSM结构日盲型紫外探测器剖面结构示意图；