一种应用石墨烯电极在GaN自支撑衬底上制备AlGaN肖特基日盲紫外探测器的方法技术

本发明专利技术涉及一种应用石墨烯电极在GaN自支撑衬底上制备AlGaN肖特基日盲紫外探测器的方法，其中制作方法包括：先通过氢化物化学气相制备自支撑衬底GaN，在GaN自支撑衬底上依次沉积N型重掺杂高Al组分的AlGaN层、N型轻掺杂高Al组分的AlGaN层。然后在结构背面，通过电子束蒸发制作欧姆接触的背电极，在N型轻掺杂AlGaN层上制备石墨烯肖特基接触，并且用剥离技术制作圆形图案。最后在整个结构顶部沉积一层钝化层，并刻蚀部分钝化层至石墨烯肖特基接触表面，然后沉积金属盖帽层。本发明专利技术兼顾目前的工艺生产流程，将高阻率的GaN作为自支撑衬底，实现了两个接触制作在衬底不同侧，减小了开启电压，并且将石墨烯用作肖特基接触，进一步提高紫外透过率，提高日盲紫外探测器性能，以用于探测微弱信号的紫外光线。

Method for preparing AlGaN Schottky blind ultraviolet detector using graphene electrode on GaN self-supporting substrate

The invention relates to an application of graphene electrode in GaN self-supporting substrate method for preparing AlGaN Schottky solar blind UV detector, wherein the method includes: first by hydride chemical gas prepared from the supporting substrate GaN is made, in the GaN self-supporting substrate are sequentially deposited on N doped high Al component of the AlGaN layer N - doped high Al component of the AlGaN layer. Then, on the back of the structure, an ohmic contact back electrode was fabricated by electron beam evaporation. The graphene Schottky contact was prepared on the N type lightly doped AlGaN layer and the circular pattern was fabricated by stripping technique. Finally, a passivation layer is deposited on the top of the structure, and some passivation layers are etched to the contact surface of the graphene Schottky, and then the metal capping layer is deposited. The invention also process at present, the high resistance rate of GaN as a free-standing substrate, achieved two contact is formed in the substrate of different side, reduces the turn-on voltage, and the graphene as a Schottky contact, to further improve the UV transmittance, improve the solar blind UV detector for the detection performance. Weak signal of UV light.

【技术实现步骤摘要】
一种应用石墨烯电极在GaN自支撑衬底上制备AlGaN肖特基日盲紫外探测器的方法
：本专利技术属于半导体
，具体涉及一种应用石墨烯电极在GaN自支撑衬底上制备AlGaN肖特基日盲紫外探测器的方法。
技术介绍
：为了探测微弱的人为紫外光线，而不受太阳辐射的影响，日盲紫外探测器的研究就尤其重要。基于硅材料和其他常规III-V族化合物材料的半导体紫外探测器的制作工艺已经纯熟，但由于他们的禁带宽度较窄，制成探测器要与滤波器配合使用，才能工作现在日盲紫外波段。新型宽禁带材料，尤其是三元合金AlGaN的出现，为紫外探测器的研究带来突破性的进展。高Al组分(Al组分大于0.4)的AlGaN材料的禁带宽度连续可调，它对应的截止波长可以在日盲区(280nm～200nm)连续变化，同时具有抗辐射和耐高温的特点。目前，AlGaN基日盲型紫外探测器已经与肖特基结构进行了结合，但大部分结构都是在蓝宝石衬底上制备，由于蓝宝石绝缘，器件的欧姆接触的两个电极只能制作在同一侧，增加了器件的开启电压，加之蓝宝石导热性差，使器件不能形成有效散热。目前针对新材料的工艺技术并不完善，缺少合适的衬底，这些探测器的性能依旧有待提高，达不到我们所期望的高的响应度。并且用作半透明肖特基接触的金属厚度相对较大，紫外透过率相对较小，造成大量的发射和吸收损耗。本专利技术涉及的在现有的工艺基础上应用石墨烯电极在GaN自支撑衬底上制备的日盲紫外探测器，不仅解决了器件开启电压大的问题，还进一步提高了紫外透过率，实现了日盲紫外探测器性能的提高。
技术实现思路
：本专利技术的目的是提供一种应用石墨烯电极的GaN自支撑衬底肖特基型紫外探测器的结构和制作方法，保证响应度的情况下，在现有的工艺基础上提高探测器的性能。为解决上述问题，本专利技术提供了一种应用石墨烯电极的GaN自支撑衬底肖特基型紫外探测器结构制作流程和方法，包括如下步骤：通过氢化物化学气相沉积GaN自支撑衬底；在所述GaN自支撑衬底上使用氢化物化学气相沉积依次沉积N型重掺杂高Al组分的AlGaN层、N型轻掺杂高Al组分的AlGaN层。在上述结构背面，通过电子束蒸发制作欧姆接触的背电极；在N型轻掺杂AlGaN层上制备石墨烯肖特基接触，并且用剥离技术雕刻圆形图案；在整个结构顶部沉积一层钝化层；刻蚀部分钝化层至石墨烯肖特基接触表面，然后沉积金属盖帽层；本专利技术兼顾目前的工艺生产流程，将高阻率的GaN作为自支撑衬底，实现了两个接触制作在衬底不同侧，减小了开启电压，并且将石墨烯用作肖特基接触，进一步提高紫外透过率，提高日盲紫外探测器性能，用于探测微弱信号的紫外光线。附图说明图1至图4是本专利技术探测器结构的制作方法一实施例中各个步骤的结构示意图。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本专利技术提出的一种应用石墨烯的GaN自支撑衬底肖特基型紫外探测器结构及其制作方法进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本专利技术的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本专利技术实施例的目的。首先请参考图1，利用氢化物化学气相沉积衬底101，所述衬底材料为GaN自支撑衬底，参考的衬底厚度为300μm，且室温阻抗率为0.01Ω·cm。在所述衬底材料上通过有机化学气相沉淀依次制作N型重掺杂层102，N型轻掺杂层103，所述掺杂层为高Al组分的AlGaN层，厚度分别为1μm、3μm。在衬底101背面制备欧姆电极104，优选的，所述电极为金属Ti/Al或Ti/Au，并且在N2中对其进行快速退火。本实施例中，所选的Ti/Al电极的厚度分别为10nm和70nm，退火温度和时间分别为750℃和60s。在N型轻掺杂层103上制备肖特基接触105，所述肖特基接触材料为一到多层石墨烯。在这之后，可以采用剥离技术，制备图形化肖特基接触，如图2所示，本实施例中所选的为直径200μm的圆。接着参考图3，在图形化的肖特基接触105表面沉积钝化层106，优选的，钝化层所选材料为SiO2。请继续参考图4，刻蚀部分钝化层106至肖特基接触105表面。在肖特基接触105表面延伸了金属接触107，优选的，金属材料为Au。此外，需要说明的是，本专利技术虽然披露如上，但并非限定于此。本专利技术的探测器结构可以但不限于采用上述的制作方法得到。任何本领域技术人员，在不脱离本专利技术的精神和范围内，均可作各种改动与修改，因此本专利技术的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种应用石墨烯电极在GaN自支撑衬底上制备AlGaN肖特基日盲紫外探测器的方法，包括：通过氢化物化学气相沉积制备GaN自支撑衬底；在所述GaN自支撑衬底的正面通过有机化学气相沉积依次沉积N型重掺杂高Al组分的AlGaN层、N型轻掺杂高Al组分的AlGaN层。在上述结构背面，通过电子束蒸发制作欧姆接触的背电极；在N型轻掺杂高Al组分的AlGaN层上制备石墨烯肖特基接触，并且用剥离技术制备圆形图案；在整个结构顶部沉积一层钝化层；刻蚀部分钝化层至石墨烯肖特基接触表面，延伸金属接触。

【技术特征摘要】
1.一种应用石墨烯电极在GaN自支撑衬底上制备AlGaN肖特基日盲紫外探测器的方法，包括：通过氢化物化学气相沉积制备GaN自支撑衬底；在所述GaN自支撑衬底的正面通过有机化学气相沉积依次沉积N型重掺杂高Al组分的AlGaN层、N型轻掺杂高Al组分的AlGaN层。在上述结构背面，通过电子束蒸发制作欧姆接触的背电极；在N型轻掺杂高Al组分的AlGaN层上制备石墨烯肖特基接触，并且用剥离技术制备圆形图案；在整个结构顶部沉积一层钝化层；刻蚀部分钝化层至石墨烯肖特基接触表面，延伸金属接触。2.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨国锋，陆亚男，姚楚君，汪金，孙锐，钱维莹，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32