一种变掺杂变组分的AlGaNGaN中子探测器的制作方法

文档序号:12066094阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种变掺杂变组分AlGaN/GaN中子探测器,其特征在于:该探测器为PIN结构,以自支撑n型GaN作为衬底,在衬底上利用金属有机物化学气相沉积技术顺序生长变掺杂变组分n型AlGaN N层、未掺杂GaN I层、p型GaN P层;利用电子束蒸发设备在p型GaN层和n型衬底层分别沉积多层金属并退火处理分别形成p型和n型欧姆接触电极,而后利用光刻及磁控溅射技术在p型电极上溅射10BC4形成中子转换层。

2.根据权利要求1所述的变掺杂变组分AlGaN/GaN中子探测器,其制备步骤如下:

1)选取自支撑n型GaN材料做衬底,要求其位错密度低于106cm-2,并且均匀性好,晶向为Ga面(1-110),双面抛光,n型掺杂浓度为5~10×1018cm-3,厚度为150~200μm;

2)在步骤1)中获得的n型GaN衬底上,外延生长Si掺杂n型变掺杂变组分AlGaN/GaN PIN结构中的N层,N层厚度为4~8μm,从衬底往外生长时,n型掺杂浓度由1~10×1018cm-3按指数递减至5~10×1016cm-3,Al组分由0.2~0.3线性递减至0;

3)在步骤2)中获得的N层上继续外延生长厚度为1~3μm的未掺杂的GaN作为PIN结构中的I层;

4)在步骤3)中获得的I层上继续外延生长Mg掺杂厚度为100~500nm的GaN作为PIN结构中的P层,其掺杂浓度为1~5×1019cm-3

3.根据权利要求1变掺杂变组分AlGaN/GaN中子探测器,其特征在于:所述的p型欧姆接触电极,在步骤4)中获得的p型GaN层上,沉积Ni/Au作为欧姆接触金属,其中Ni的厚度为10~20nm,Au的厚度为50~100nm,而后进行欧姆接触电极退火处理,退火温度为450~550℃,退火时间为600~900s。

4.根据权利要求1变掺杂变组分AlGaN/GaN中子探测器,其特征在于:所述的n型欧姆接触电极,在n型衬底上,沉积Ti/Al/Ni/Au作为欧姆接触金属,其中Ti的厚度为10~20nm,Al的厚度为30~50nm,Ni的厚度为20~40nm,Au的厚度为50~100nm,而后进行欧姆接触电极退火处理,退火温度为550~650℃,退火时间为400~600s。

5.根据权利要求1变掺杂变组分AlGaN/GaN中子探测器,其特征在于:所述的中子转换层,中子转换材料为10B4C或6LiF,厚度为4~6μm;沉积转换层时腔体的本底真空为1~5×10-5 Pa , 工作压力为1~3Pa,氩气流量为5~20sccm,射频源为100~300W,溅射时间为2000~3000s,反溅偏压为50~150V。

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