[发明专利]栅极调控AlGaN基金属-半导体-金属紫外探测器及制备方法

权利要求书

1.一种栅极调控AlGaN基金属-半导体-金属紫外探测器，包括衬底(1)，所述衬底(1)上方由内至外依次设有AlN缓冲层(2)、AlGaN渐变缓冲层(3)、Al_xGa_1-xN紫外光吸收层(4)、及与Al_xGa_1-xN紫外光吸收层(4)接触的金属叉指电极(5)；

所述Al_xGa_1-xN紫外光吸收层(4)的上表面设有栅极绝缘层(6)，栅极绝缘层(6)设置于金属叉指电极(5)之间，栅极绝缘层(6)上设有栅电极(7)，栅电极(7)与金属叉指电极(5)不接触，栅电极(7)和栅极绝缘层(6)形成整体，实现对探测器特性的调控；

所述Al_xGa_1-xN紫外光吸收层为Al_0.32Ga_0.68N紫外光吸收层，紫外光吸收层的厚度为0.001～3μm； 所述AlGaN渐变缓冲层中Al组分从1渐变到0.32，Al组分为0.32的AlGaN的禁带宽度对应要探测的紫外光的波长；

所述金属叉指电极为Ni/Au金属叉指电极，金属叉指电极与紫外光吸收层形成肖特基接触；

所述栅电极为金属单层或者金属复合层，采用Ag、Al、Ni、Au、Pt和Cr中的一种或多种，通过套刻，蒸镀，退火制备而成。

2.根据权利要求1所述的栅极调控AlGaN基金属-半导体-金属紫外探测器，其特征在于，所述衬底采用蓝宝石、二氧化硅、氮化铝、氟化钙、氮化钛中的一种。

3.根据权利要求1所述的栅极调控AlGaN基金属-半导体-金属紫外探测器，其特征在于，所述栅极绝缘层的厚度为0.001～0.5μm，栅极绝缘层的材料为二氧化硅、氮化铝、氮化硅、氮氧硅中的一种或多种，通过沉积或者溅射制备而成。

4.根据权利要求1～3中任一项所述栅极调控AlGaN基金属-半导体-金属紫外探测器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1) 在衬底上依次外延生长AlN缓冲层、AlGaN渐变缓冲层、Al_xGa_1-xN紫外光吸收层；

(2) 在Al_xGa_1-xN紫外光吸收层上进行光刻，制作金属叉指电极；

(3) 在Al_xGa_1-xN紫外光吸收层表面，金属叉指电极之间再次进行光刻，然后制作栅极绝缘层；

(4) 在栅极绝缘层上制作栅电极，栅电极与金属叉指电极不接触；

(5) 对衬底背面进行抛光，得到所述栅极调控AlGaN基金属-半导体-金属紫外探测器。

5.根据权利要求4所述栅极调控AlGaN基金属-半导体-金属紫外探测器的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述外延生长采用金属有机气相外延(MOCVD)、分子束外延(MBE)、物理气相外延(PVD)和离子束外延(IBE)中的任意一种。

6.根据权利要求4所述栅极调控AlGaN基金属-半导体-金属紫外探测器的制备方法，其特征在于，步骤(5)中，所述衬底背面抛光方法采用物理机械研磨抛光、化学抛光中的一种。