一种具有低噪声的AlGaN基雪崩光电二极管及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种具有低噪声的AlGaN基雪崩光电二极管及制备方法，其结构为在双抛透明蓝宝石衬底上依次有缓冲层，非故意掺杂Al0.45Ga0.55N层，n型Al0.45Ga0.55N层，倍增区非故意掺杂AlN层，p型Al0.45Ga0.55N层，吸收区弱p型Al0.45Ga0.55N层，吸收区p型Al0.45Ga0.55N层，p型GaN帽层；在p型GaN帽层与n型Al0.45Ga0.55N层上分别有p型与n型欧姆接触电极；一钝化层，覆盖在刻蚀到n型Al0.45Ga0.55N层的台面上，对刻蚀台面进行保护。该器件最大的优点是利用弱p型Al0.45Ga0.55N层作为吸收区，AlN作为倍增区，这能够有效降低AlGaN基雪崩二极管的过剩噪声，提高器件的信噪比，而且有助于提高器件的紫外抑制比。

An AlGaN-based avalanche photodiode with low noise and its preparation method

The invention discloses an AlGaN-based avalanche photodiode with low noise and a preparation method. The structure of the avalanche photodiode consists of buffer layer on double-thrown transparent sapphire substrates, unintentionally doped Al0.45Ga0.55N layer, n-type Al0.45Ga0.55N layer, unintentionally doped AlN layer in multiplier region, p-type Al0.45Ga0.55N layer, weak p-type Al0.45Ga0.55N layer in absorption region, p-type Al0.45Ga0.55N layer in absorption region, and p-type GaN cap layer. There are p-type and n-type ohmic contact electrodes on the p-type GaN cap layer and n-type Al0.45Ga0.55N layer respectively; a passivation layer covers the surface etched to the n-type Al0.45Ga0.55N layer to protect the etched surface. The biggest advantage of the device is that the weak p-type Al0.45Ga0.55N layer is used as the absorption region and the AlN as the multiplier region. This can effectively reduce the residual noise of the AlGaN-based avalanche diode, improve the signal-to-noise ratio of the device, and help to improve the ultraviolet suppression ratio of the device.

【技术实现步骤摘要】
一种具有低噪声的AlGaN基雪崩光电二极管及制备方法
本专利技术涉及紫外探测器，具体指一种具有低噪声的AlGaN基雪崩光电二极管及制备方法。
技术介绍
目前，AlGaN基半导体光电探测器由于具有能带结构为直接禁带，量子效率高，截止波长锐利的优点，而且可以在材料生长时通过掺Al元素来调节响应波段，当Al组份大于0.45时能够实现只对日盲紫外波段响应，在紫外探测领域越来越受到人们重视。AlGaN基雪崩光电二极管探测器(AvalanchePhotodiodes,APD)是AlGaN基半导体光电探测器的一种，相比较其它类型探测器，具有响应速度快，具有内增益，可以制作成面阵器件的优点，因此非常适合应用于微弱紫外探测领域，近年来逐渐成为紫外探测器领域的研究热点。但是，目前AlGaN基雪崩光电二极管面临着雪崩过剩噪声过大的问题，导致器件的信噪比难以提高，严重制约了它的实际应用。根据雪崩过剩噪声理论，器件的过剩噪声与材料中载流子的碰撞离化系数比密切相关，只有碰撞离化系数高的载流子雪崩占据主导地位时，器件的噪声才会最小。基于上述思想，本专利设计了一种新型的具有低噪声的AlGaN基雪崩光电二极管。以上涉本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有低噪声的AlGaN基雪崩光电二极管，包括蓝宝石衬底(1)，缓冲层(2)，非故意掺杂Al0.45Ga0.55N层(3)，n型Al0.45Ga0.55N层(4)，n型欧姆接触电极(5)，倍增区非故意掺杂AlN(6)，p型Al0.45Ga0.55N层(7)，吸收区弱p型Al0.45Ga0.55N层(8)，吸收区p型Al0.45Ga0.55N层(9)，p型GaN帽层(10)，钝化层(11)，p型欧姆接触电极(12)，其特征在于：所述的倍增区非故意掺杂AlN(6)的材料类型为本征型，载流子浓度小于1×1016cm‑3，厚度200‑220nm；所述的吸收区弱p型Al0.45Ga0.55N层(8...

【技术特征摘要】
1.一种具有低噪声的AlGaN基雪崩光电二极管，包括蓝宝石衬底(1)，缓冲层(2)，非故意掺杂Al0.45Ga0.55N层(3)，n型Al0.45Ga0.55N层(4)，n型欧姆接触电极(5)，倍增区非故意掺杂AlN(6)，p型Al0.45Ga0.55N层(7)，吸收区弱p型Al0.45Ga0.55N层(8)，吸收区p型Al0.45Ga0.55N层(9)，p型GaN帽层(10)，钝化层(11)，p型欧姆接触电极(12)，其特征在于：所述的倍增区非故意掺杂AlN(6)的材料类型为本征型，载流子浓度小于1×1016cm-3，厚度200-220nm；所述的吸收区弱p型Al0.45Ga0.55N层(8)的载流子浓度小于5×1016cm-3，厚度200nm；所述的吸收区p型Al0.45Ga0.55N层(9)的厚度为150-200nm，空穴浓度2-5×1017cm-3；其...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘福浩，杨晓阳，许金通，马丁，张燕，王玲，孙晓宇，刘诗嘉，李向阳，
申请(专利权)人：中国科学院上海技术物理研究所，
类型：发明
国别省市：上海,31