一种具有非极性吸收层的紫外探测器制造技术

本发明专利技术公开了一种具有非极性吸收层的紫外探测器，包括：自下而上依次设置的衬底、AlN中间层、非掺杂AlGaN缓冲层、n型AlGaN层、非极性AlxGa1‑xN/AlyGa1‑yN多量子阱吸收、分离层、非掺杂AlzGa1‑zN倍增层、p型AlGaN层，在p型AlGaN层上设置的p型欧姆电极，在n型AlGaN层上设置的n型欧姆电极，其中0<x<y<z<1。本发明专利技术的有益效果为：从根本上避免吸收层内的极化电场对p‑n结内建电场的补偿作用，提高紫外探测器的光生电流；此外，采用非极性AlxGa1‑xN/AlyGa1‑yN多量子阱作为紫外探测器的吸收层，由于量子效应的作用，因此可以进一步提高紫外探测器对紫外光的吸收系数和横向载流子迁移率，对提高紫外探测器的量子效率和灵敏度具有重大意义。

An ultraviolet detector with a nonpolar absorption layer

The invention discloses a non-polar ultraviolet absorption detector layer includes a substrate and AlN are sequentially arranged from bottom to top, middle layer of undoped AlGaN buffer layer, n layer, AlGaN AlxGa1 xN/AlyGa1 nonpolar yN multiple quantum well absorption, separation layer, non doped AlzGa1 layer, zN multiplication the P type AlGaN layer, P type ohmic electrode is arranged on the P type AlGaN layer, N type ohmic electrode, set in the N type AlGaN layer on the 0< x< y< z< 1. The beneficial effect of the invention is: to avoid the compensation effect of absorption layer in the construction of electric field of polarization electric field on the P N node in fundamentally improve the UV detector photocurrent; in addition, the nonpolar AlxGa1 xN/AlyGa1 yN multiple quantum wells as the absorption layer of UV detector, due to quantum effects the role, therefore can further improve the absorption coefficient of ultraviolet UV detector and transverse carrier mobility, to improve the quantum efficiency and sensitivity of UV detector is of great significance.

【技术实现步骤摘要】
一种具有非极性吸收层的紫外探测器
本专利技术涉及化合物半导体光电子材料与器件制造领域，尤其是一种具有非极性吸收层的紫外探测器。
技术介绍
紫外探测在军事和民用领域具有的重要应用价值和广阔的发展前景，如火焰探测、紫外告警与制导、化学和生物分析、紫外天文学研究以及卫星通信等领域。AlGaN材料在制备紫外探测器方面具有巨大的潜力。首先，AlxGa1-xN材料是直接带隙半导体材料，通过调节Al的组分x，可以使其对应的吸收波长在200-365nm之间，恰好覆盖由于臭氧层吸收紫外光而产生的太阳光谱盲区(220-290nm)。同时，AlGaN基紫外探测器还具有体积小、重量轻、寿命长、抗震性好、工作电压低、耐高温、耐腐蚀、抗辐射、量子效率高、无需滤光片等优点。然而，现有的AlGaN基紫外探测器的量子效率和灵敏度依然很低，其主要原因为制备探测器吸收层的材料是极性材料。如图2所示，由于极性材料制备的吸收层，在垂直于吸收层的方向上存在强度高达MV/cm量级的极化电场，且极化电场的方向与p-n结内建电场的方向相反，因而对内建电场造成补偿，导致吸收层内的净电场减小，使得光生载流子不能被有效收集。此外，当吸收层本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有非极性吸收层的紫外探测器，其特征在于，包括：自下而上依次设置的衬底(101)、AlN中间层(102)、非掺杂AlGaN缓冲层(103)、n型AlGaN层(104)、非极性AlxGa1‑xN/AlyGa1‑yN多量子阱吸收、分离层(105)、非掺杂AlzGa1‑zN倍增层(106)、p型AlGaN层(107)，在p型AlGaN层(107)上设置的p型欧姆电极108，在n型AlGaN层(104)上设置的n型欧姆电极(109)，其中0<x<y<z<1。

【技术特征摘要】
1.一种具有非极性吸收层的紫外探测器，其特征在于，包括：自下而上依次设置的衬底(101)、AlN中间层(102)、非掺杂AlGaN缓冲层(103)、n型AlGaN层(104)、非极性AlxGa1-xN/AlyGa1-yN多量子阱吸收、分离层(105)、非掺杂AlzGa1-zN倍增层(106)、p型AlGaN层(107)，在p型AlGaN层(107)上设置的p型欧姆电极108，在n型AlGaN层(104)上设置的n型欧姆电极(109)，其中0<x<y<z<1。2.如权利要求1所述的具有非极性吸收层的紫外探测器，其特征在于，所述非极性AlxGa1-xN/AlyGa1-yN多量子阱吸收分离层(105)材料可以为(11-20)、(10-10)面等非极性面材料。3.如权利要求1所述的具有非极性吸收层的紫外探测器，其特征在于，所述衬底(101)可以为极性、半极性、非极性取向的蓝宝石、碳化硅、硅、氧化锌、氮化镓、氮化铝等材料。4.如权利要求1所述的具有非极性吸收层的紫外探测器，其特征在于，所述AlN中间层(102)的厚度为15-5000nm，非掺杂AlGaN缓冲层(103)的厚度为50-5000nm，n型AlGaN层(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：张雄，代倩，吴自力，崔一平，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32