型欧姆接触透明电极15上制作P型加厚电极17，完成制备。本发明提供的紫外探测器及其制备方法通过改变生长条件，控制紫外探测器有源层中残余碳杂质浓度，其作用在于有效控制了有源层中深杂质能级的形成，从而减少了漏电通道，降低了紫外探测器的漏电流，同时，深杂质能级的减少也有效降低了光生电子-空穴对的复合几率，从而提高了电极对有效电子、空穴的收集，改善紫外探测器的响应度特性。
[0047]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明。
[0048]本发明提供了一种AlxGai XN基紫外探测器及其制备方法，以X = 0时的GaN紫外探测器为例进行详细说明，该探测器的具体制备过程包括:
[0049](1)在蓝宝石衬底10上利用外延层生长设备生长N型欧姆接触层GaN层11，厚度约1.8 μ m，载流子浓度为5 X 1018cm 3；
[0050](2)在N型欧姆接触层11上η-GaN上生长有源层1-GaN层12，其厚度为Ο.?μπι，载流子浓度为5 X 1016cm 3，并且适当升高材料生长过程中MV流量和减小材料生长速度，控制残余碳杂质浓度为3X1016cm 3，保持在一个较低的水平，而仍然保持较高的材料质量；
[0051](3)在有源层1-GaN层12上生长P型欧姆接触层ρ-GaN层13，其厚度为0.1 μπι，载流子浓度为5X1017cm3;
[0052](4)在P型欧姆接触层p_GaN13上生长重掺P型欧姆接触盖层p++_GaN层14，其厚度为25nm，掺Mg浓度高于1 X 1020cm 3；
[0053](5)将重掺P型欧姆接触盖层p++_GaN层14、P型欧姆接触层p_GaN层13、有源层1-GaN层12进行刻蚀，刻蚀深度停留在N型欧姆接触层η-GaN层11中；
[0054](6)在重掺P型欧姆接触盖层p++_GaN层14上生长P型欧姆接触透明电极15，该电极材料为Ni/Au，其中Ni和Au的厚度分别为5nm ;
[0055](7)快速热退火处理，将Ni/Au在空气气氛中500°C退火5min，以形成P型欧姆接触；
[0056](8)在N型欧姆接触层η-GaN层11上制备N型欧姆接触电极16，该电极材料为Ti/Al/Ti/Au，厚度依次为 15/250/50/150nm ；
[0057](9)在P型欧姆接触透明电极15Ni (5nm) /Au (5nm)上制备P型加厚电极17Ti/Ai/Ti/Au,厚度依次为15/250/50/150nm，紫外探测器制备完成。
[0058]我们对制备完成的AlxGai xN(x = 0)紫外探测器进行了测试，得到了其漏电流特性和响应度特性，并把该探测器的性能与普通紫外探测器性能进行了对比，图3为本发明提出的紫外探测器与普通紫外探测器的漏电流大小比较图，虚线表示本发明提出的紫外探测器在所加反偏电压为0-10V范围内漏电流，实线表示普通紫外探测器在所加反偏电压为0-10V范围内漏电流。由图中结果可以看出，本发明提出的紫外探测器的漏电流比普通紫外探测器的漏电流降低了两个数量级，性能大大改善。
[0059]图4为本发明提出的紫外探测器与普通紫外探测器的响应度大小对比图，实线为本发明提出的紫外探测器在零偏压下响应度图谱，虚线为普通紫外探测器在零偏压下响应度图谱。由图中结果可以看出，本发明提出的紫外探测器的响应度是普通紫外探测器响应度的三倍，光谱响应度得到了很大的提高。这一改善是由于有效控制了有源层中与碳杂质有关的深杂质能级的形成，从而减少了漏电通道，降低了紫外探测器的漏电流，同时，深杂质能级的减少也有效降低了光生电子-空穴对的复合几率，从而提高了电极对有效电子、空穴的收集，改善紫外探测器的响应度特性。
[0060]以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种A1 xGai XN基紫外探测器，包括: 一衬底，所述衬底的材料为蓝宝石、硅、碳化硅、氮化镓或砷化镓； 一 N型欧姆接触层，该N型欧姆接触层制作在衬底上； 一有源层，该有源层制作在N型欧姆接触层上的一侧，该N型欧姆接触层上的另一侧形成一台面； 一 P型欧姆接触层，该p型欧姆接触层制作在有源层上； 一重掺P型欧姆接触盖层，该重掺p型欧姆接触盖层制作在p型欧姆接触层上； 一 P型欧姆接触透明电极，该P型欧姆接触透明电极制作在重掺P型欧姆接触盖层上； 一 N型欧姆接触电极，该N型欧姆接触电极制作在N型欧姆接触层的台面上； 一 P型加厚电极，该P型加厚电极制作在P型欧姆接触透明电极上，其面积远小于P型欧姆接触透明电极的面积。2.根据权利要求1所述的A1xGai XN基紫外探测器，其中该N型欧姆接触层的材料为N型AlxGai XN，其中X彡0，其厚度为0.5-5 μ m，电子浓度大于lX10lscm3。3.根据权利要求1所述的A1xGai XN基紫外探测器，其中该有源层的材料为本征AlxGa! XN，其中X彡0，电子浓度小于1 X 1017cm 3，并且调节生长条件，控制残余碳杂质的浓度小于等于5X1016cm3。4.根据权利要求1所述的A1xGai XN基紫外探测器，其中该P型欧姆接触层的材料为P型AlxGai XN，其中X彡0，其空穴浓度大于1 X 1017cm 3;该P型欧姆接触盖层的材料为重度掺杂的P型氮化镓薄层，其厚度为5-80nm。5.根据权利要求1所述的A1xGai XN基紫外探测器，其中该P型欧姆接触透明电极的材料为Ni/Au或ITO，其厚度小于20nm ;该N型欧姆接触电极的材料为Ti/Au、Ti/Al/Ti/Au或Ti/Al/Ni/Au，其厚度大于P型欧姆接触透明电极的厚度。6.一种A1 xGai XN基紫外探测器的制备方法，包括如下步骤: 步骤1:在一衬底上依次生长N型欧姆接触层、有源层、P型欧姆接触层和重掺的P型欧姆接触盖层； 步骤2:在重掺的P型欧姆接触盖层上的一侧向下刻蚀，刻蚀深度停留在N型欧姆接触层之内，在该N型欧姆接触层上的一侧形成一台面； 步骤3:在重掺的P型欧姆接触盖层上生长P型欧姆接触透明电极，形成一基片； 步骤4:将基片进行快速热退火处理，将P型欧姆接触透明电极退火合金化，形成P型欧姆接触； 步骤5:在N型欧姆接触层的台面上制作N型欧姆接触电极； 步骤6:在P型欧姆接触透明电极上制作P型加厚电极，完成制备。7.根据权利要求6所述的A1xGai XN基紫外探测器的制备方法，其中该N型欧姆接触层的材料为N型AlxGai XN，其中X彡0，其厚度为0.5-5 μ m，电子浓度大于lX1018cm3o8.根据权利要求6所述的A1xGai XN基紫外探测器的制备方法，其中该有源层的材料为本征Alfai XN，其中X多0，电子浓度小于1 X 1017cm 3，并且尤其要控制残余碳杂质的浓度小于等于 5X 1016cm 3ο9.根据权利要求6所述的A1xGai XN基紫外探测器的制备方法，其中该P型欧姆接触层的材料为P型AlxGai XN，其中X彡0，其空穴浓度大于1 X 1017cm 3;该P型欧姆接触盖层14的材料为重度掺杂的P型氮化镓薄层，其厚度为5-80nm。10.根据权利要求6所述的A1 xGai XN基紫外探测器的制备方法，其中该P型欧姆接触透明电极的材料为Ni/Au或ITO，其厚度小于20nm ;该N型欧姆接触电极的材料为Ti/Au、Ti/Al/Ti/Au或Ti/Al/Ni/Au，其厚度大于P型欧姆接触透明电极的厚度。
【专利摘要】一种AlxGa1-xN基紫外探测器及制备方法，该AlxGa1-xN基紫外探测器，包括：一衬底，所述衬底的材料为蓝宝石、硅、碳化硅、氮化镓或砷化镓；一N型欧姆接触层，该N型欧姆接触层制作在衬底上；一有源层，该有源层制作在N型欧姆接触层上的一侧，该N型欧姆接触层上的另一侧形成一台面；一P型欧姆接触层，该p型欧姆接触层制作在有源层上；一重掺P型欧姆接触盖层，该重掺p型欧姆接触盖层制作在p型欧姆接触层上；一P型欧姆接触透明电极，该P型欧姆接触透明电极制作在重掺P型欧姆接触盖层上；一N型欧姆接触电极，该N型欧姆接触电极制作在N型欧姆接触层的台面上；一P型加厚电极，该P型加厚电极制作在P型欧姆接触透明电极上，其面积远小于P型欧姆接触透明电极的面积。
【IPC分类】H01L31/101, H01L31/0304, H01L31/18
【公开号】CN105374903
【申请号】CN201510967933
【发明人】赵德刚, 李晓静, 江德生, 刘宗顺, 朱建军, 陈平
【申请人】中国科学院半导体研究所
【公开日】2016年3月2日
【申请日】2015年12月22日