[发明专利]一种自带信号放大功能氮化镓基射线探测器及其制备方法

权利要求书

1.一种自带信号放大功能氮化镓基射线探测器，其特征在于，包括：GaN基PN结和高电子迁移率晶体管；所述的GaN基PN结包括依次层叠的背电极(101)、P-GaN层(102)和n^--GaN漂移层(103)，所述n^--GaN漂移层(103)用于吸收射线(112)辐照产生电子空穴对；所述的高电子迁移率晶体管的沟道层与n^--GaN漂移层(103)远离P-GaN层(102)的表面电性连接；

所述高电子迁移率晶体管包括依次层叠的沟道层、AlN阻挡层(105)和AlGaN势垒层(106)；所述沟道层为GaN沟道层(104)，远离AlN阻挡层(105)的表面与n^--GaN漂移层(103)电性连接；AlGaN势垒层(106)远离AlN阻挡层(105)的表面分别设有源极(107)、漏极(108)和栅极(109)，所述的漏极(108)和所述源极(107)分别与所述AlGaN势垒层(106)表面欧姆接触；所述栅极(109)与所述AlGaN势垒层(106)表面为肖特基接触；

所述P-GaN层(102)的掺杂浓度为1×10¹⁷cm^-3至1×10¹⁹cm^-3。

2.根据权利要求1所述一种自带信号放大功能氮化镓基射线探测器，其特征在于，所述P-GaN层(102)的厚度为0.1μm至1μm。

3.根据权利要求1所述一种自带信号放大功能氮化镓基射线探测器，其特征在于，所述n^--GaN漂移层(103)的掺杂浓度为1×10¹⁵cm^-3至1×10¹⁸cm^-3。

4.根据权利要求1所述一种自带信号放大功能氮化镓基射线探测器，其特征在于，所述n^--GaN漂移层(103)的厚度为10μm至1cm。

5.一种制备权利要求1-4任一所述一种自带信号放大功能氮化镓基射线探测器的方法，其特征在于，包括以下步骤:

(1)制备圆晶片：在n^--GaN自支撑衬底的上表面外延生长GaN沟道层(104)、AlN阻挡层(105)和AlGaN势垒层(106)，形成高电子迁移率晶体管的异质结结构；从下表面对n^--GaN自支撑衬底进行减薄，并用外延生长或者Mg离子注入的方法形成P-GaN层(102)，所述n^--GaN自支撑衬底自身形成n^--GaN漂移层(103)，制得圆晶片；

(2)制备漏极(108)与源极(107)：在所述AlGaN势垒层(106)上表面上沉积金属，与所述AlGaN势垒层(106)上表面形成欧姆接触，制得漏极(108)和源极(107)；

(3)制备栅极(109)：在所述AlGaN势垒层(106)上表面上沉积金属，与所述AlGaN势垒层(106)上表面形成肖特基接触，制得栅极(109)；

(4)制备背电极(101)：在所述P-GaN层(102)下表面沉积金属，与所述P-GaN层(102)下表面形成欧姆接触，制得背电极(101)。