[发明专利]一种紫外光电器件及其制备方法

说明书

本发明提供了一种紫外光电器件及其制备方法，涉及半导体技术领域。所述紫外光电器件包括衬底以及在所述衬底上依次生长的基板、n型AlGaN层、有源区和p型AlGaN层；所述p型AlGaN层包括第一本体和位于所述第一本体的顶面的第一台阶，相邻两个第一台阶之间的落差距离L大于单原子层的厚度。紫外光电器件及其制备方法，能够在相邻两个所述第一台阶的落差方向上堆砌多个单原子，在所述p型AlGaN层上形成台阶聚并(stepbunching)效应，从而提高空穴输运效率和弱化紫外吸收，提高器件的光电转换效率。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，具体而言，涉及一种紫外光电器件及其制备方法。

背景技术

铝镓氮(AlGaN)基紫外光电器件在工业固化、杀菌消毒、非视距通讯、有毒气体探测、空间电荷处理、高密度数据存储、导弹探测等领域具有重要的应用价值。然而，目前紫外光电器件的光电转换效率仍然很低，难以满足高端产品的应用需求。除材料缺陷问题外，高Al组分的AlGaN的空穴输运效率较低，这是紫外光电器件面临的又一重大问题。高Al组分的AlGaN空穴输运效率较低是由于随着Al组分的增加，Mg杂质的并入效率和激活效率迅速降低，从而导致自由空穴浓度严重降低。

为了解决这一问题，传统方法普遍采用低Al组分的AlGaN和GaN的替代方案。这一方法虽然可以提高空穴浓度，但同时也带来了较高的输运势垒，同样会对空穴的输运造成阻碍；此外，Al组分降低会造成紫外光的吸收，进一步降低器件的光电转换效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种紫外光电器件及其制备方法，旨在解决现有紫外光电器件p型制备技术中存在的空穴输运效率低和紫外吸收强的问题。

第一方面，本发明提供一种紫外光电器件，所述紫外光电器件包括衬底以及在所述衬底上依次生长的基板、n型AlGaN层、有源区和p型AlGaN层；所述p型AlGaN层包括第一本体和位于所述第一本体的顶面的第一台阶，相邻两个所述第一台阶之间的落差距离L大于单原子层的厚度。

基于第一方面的一种实施例中，所述第一台阶的顶面相对于所述衬底的底面的倾角a的范围为：0.5°～6°。

基于第一方面的一种实施例中，所述衬底包括第二本体和位于所述第二本体的顶面的第二台阶，所述第二台阶通过所述基板、所述n型AlGaN层、所述有源区依次传承，形成所述第一台阶。

基于第一方面的一种实施例中，所述第二台阶的顶面相对于所述衬底的底面的倾角的范围为：0.5°～6°。

基于第一方面的一种实施例中，所述第二台阶的顶面相对于所述衬底的底面的倾角的范围为：1°～2°。

第二方面，本发明提供一种紫外光电器件的制备方法，所述方法包括：

在衬底上依次生长的基板、n型AlGaN层、有源区和p型AlGaN层；其中，所述p型AlGaN层包括第一本体和位于所述第一本体的顶面的第一台阶，相邻两个所述第一台阶之间的落差距离L大于单原子层的厚度。

基于第二方面的一种实施例中，所述第一台阶的顶面相对于所述衬底的底面的倾角a的范围为：0.5°～6°。

基于第二方面的一种实施例中，所述衬底包括第二本体和位于所述第二本体的顶面的第二台阶，所述第二台阶通过所述基板、所述n型AlGaN层、所述有源区依次传承，形成所述第一台阶。

基于第二方面的一种实施例中，所述第二台阶的顶面相对于所述衬底的底面的倾角的范围为：0.5°～6°。

基于第二方面的一种实施例中，所述第二台阶的顶面相对于所述衬底的底面的倾角的范围为：1°～2°。

本发明提供的紫外光电器件及其制备方法的有益效果是：