[发明专利]一种三维结构高增益AlGaN日盲紫外探测器及其制备方法

权利要求书

1.一种三维结构高增益AlGaN日盲紫外探测器，其特征在于，包括衬底，在所述衬底上依次生长的缓冲层、n-AlGaN层、i-AlGaN层、p-AlGaN层；

所述i-AlGaN层和p-AlGaN层位于器件的有源区之间的区域均被刻蚀掉，形成被分隔开的两部分p型有源区，隔离宽度为0.01-1000μm；

还包括2个上电极，均为p型欧姆接触电极，分别位于两部分p型有源区的p-AlGaN层的上方，上电极与p-AlGaN层形成欧姆接触；

所述n-AlGaN层作为基极连接两部分pin结构，形成p-i-n-i-p结构，光照下电子在所述n-AlGaN层聚集，降低了所述n-AlGaN层基极与p-AlGaN层之间的势垒，引起空穴在p-AlGaN层发射，产生增益。

2.根据权利要求1所述的三维结构高增益AlGaN日盲紫外探测器，其特征在于，所述衬底为异质衬底或同质衬底。

3.根据权利要求2所述的三维结构高增益AlGaN日盲紫外探测器，其特征在于，所述异质衬底的材质为蓝宝石、碳化硅、硅中的任意一种；所述同质衬底的材质为GaN或AlN。

4.根据权利要求1所述的三维结构高增益AlGaN日盲紫外探测器，其特征在于，所述n-AlGaN层、i-AlGaN层、p-AlGaN层中，Al组分的含量范围均为0～1。

5.根据权利要求1所述的三维结构高增益AlGaN日盲紫外探测器，其特征在于，上电极的材质为Pt、Ni、Au、ITO中的任意一种。

6.一种如权利要求1-5任意一项所述的三维结构高增益AlGaN日盲紫外探测器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：生长器件外延材料：在所述衬底上依次生长所述缓冲层、n-AlGaN层、i-AlGaN层和p-AlGaN层；

S2：制备器件有源区结构：采用PECVD技术在器件外延材料的最外层生长掩膜层，采用光刻技术在掩膜层上刻画器件台面图形，采用RIE技术刻蚀去除非台面区域没有光刻胶覆盖的掩膜层，采用ICP技术将无掩膜层覆盖的区域刻蚀至所述n-AlGaN层，用HF去除台面区域的掩膜层；

S3：制备电极：采用光刻技术在两部分p-AlGaN层的上方制备2个上电极的光刻胶掩膜图形，显影后电极图形区域的光刻胶去除，非电极区域光刻胶保留，之后在光刻胶掩膜图形上蒸镀p型欧姆电极材料，再采用Lift Off技术去除光刻胶及其上部覆盖的电极材料，最后进行快速退火处理。

7.根据权利要求6所述的三维结构高增益AlGaN日盲紫外探测器的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中的生长器件外延材料的方法为MOCVD、MBE、HVPE中的任意一种；

所述步骤S2中的掩膜层的材质为SiO₂、Si、Ni中的任意一种。

8.根据权利要求6所述的三维结构高增益AlGaN日盲紫外探测器的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中采用光刻技术，正负胶的选取依照光刻板图形窗口设计而定，使显影后探测器光敏面区域光刻胶保留，非探测器光敏面区域的光刻胶去除；

所述步骤S3中采用光刻技术，正负胶的选取依照光刻板图形窗口设计而定，使显影后入射窗口区域光刻胶去除，其余部分光刻胶保留。

9.根据权利要求6所述的三维结构高增益AlGaN日盲紫外探测器的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中蒸镀p型欧姆接触电极材料采用的方法为电子束蒸发、热蒸发技术、磁控溅射技术中的任意一种；蒸镀p型欧姆电极材料的厚度为100-300nm。

10.根据权利要求6所述的三维结构高增益AlGaN日盲紫外探测器的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中采用Lift Off技术溶解去除光刻胶，溶解液选用丙酮溶液；

快速退火处理为，利用快速退火炉，在氮气氛围下对p型欧姆接触电极进行退火，退火温度及时间由电极材料决定。