[发明专利]一种氧化镓MIS结构紫外探测器

说明书

本发明公开了一种氧化镓MIS结构紫外探测器，包括N型β‑Ga₂O₃衬底、非故意掺杂β‑Ga₂O₃光吸收层、肖特基势垒介质阻挡层、欧姆接触电极层、半透明肖特基电极、介质钝化层和接触电极。本发明的优点在于采用肖特基势垒阻挡层设计提高肖特基势垒的高度，从而抑制热噪声和位错等产生暗电流的因素，降低器件的暗电流进而提升器件探测微弱信号的能力。同时该器件采用垂直结构设计无需刻蚀，从而避免了刻蚀损伤带来的器件可靠性问题。

技术领域

本发明涉及半导体光电器件领域，具体涉及一种氧化镓MIS结构紫外探测器。

背景技术

紫外探测技术是继红外和激光探测技术之后发展起来的又一军民两用的探测技术。紫外探测技术的核心是研制高灵敏的紫外探测器。目前常用的紫外探测器包括紫外增强型硅光电二极管、紫外雪崩二极管、GaAs和GaP等紫外探测器以及基于宽禁带半导体的紫外探测器。虽然基于硅材料和其它常规III-V族化合物半导体的紫外探测器工艺已经较成熟，但由于这些材料具有较小的禁带宽度，相应探测器必须要加装价格昂贵的滤波器才可以有选择性地工作在紫外波段。此外，受滤波器较大体重的影响，这些探测器在航空航天等领域的应用受到限制。

新一代宽禁带半导体材料(禁带宽度>2.5eV)的出现，如：GaN、SiC以及Ga₂O₃等，为高性能紫外探测器的研究和应用开发注入了新的活力。然而GaN和SiC材料由于其禁带宽度对应的光探测波长处在可见光盲区，在进行深紫外探测时依然遭受太阳紫外辐射的干扰。高Al组分的AlGaN材料虽然可工作在日盲波段，然而由于其制备需要在蓝宝石上进行异质外延，较大的晶格失配和热失配导致制备的探测器件遭受高的暗电流和低的器件可靠性。近年来，随着应用的需求，Ga₂O₃材料研究增多，其优点在于天然的可工作在日盲波段而无需加装任何滤波系统，然而其器件暗电流依然相对较高，影响其在微弱紫外辐射物体的探测能力。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种极低暗电流、无需刻蚀且工艺简单的新型氧化镓MIS结构紫外探测器。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

一种氧化镓MIS结构紫外探测器，包括

N型β-Ga₂O₃衬底；

在所述N型β-Ga₂O₃衬底正面外延的非故意掺杂β-Ga₂O₃光吸收层；

在所述非故意掺杂β-Ga₂O₃光吸收层正面淀积的肖特基势垒介质阻挡层；

在所述N型β-Ga₂O₃衬底背面制作的欧姆接触电极层；

在所述肖特基势垒介质阻挡层正面制作的半透明肖特基电极；

在所述半透明肖特基电极正面淀积的介质钝化层，所述介质钝化层上刻蚀有能显露半透明肖特基电极的引线孔；

在所述引线孔的位置制作的接触电极，所述接触电极延伸至引线孔内而与半透明肖特基电极连接。

进一步改进在于，所述肖特基势垒介质阻挡层为SiO₂层或者Al₂O₃层。

进一步改进在于，所述半透明肖特基电极形状为方形、圆形或者叉指型。

进一步改进在于，所述半透明肖特基电极选用Ni/Au电极、Pt/Au电极或者石墨烯电极。

进一步改进在于，所述介质钝化层为SiO₂层。