一种原位生长Al等离激元提高AlGaN基PIN型探测器性能的方法技术

本发明专利技术公开了一种原位生长Al等离激元提高AlGaN基PIN型探测器性能的方法，属于半导体技术领域。本方法主要解决了现有技术手段难以将Al等离激元制备到PIN结构AlGaN探测器本征吸收层，无法实现PIN结构AlGaN基紫外探测器增强的问题。该方法包括在衬底上生长AlN模板层；在AlN模板层上生长n‑AlGaN外延层；在n‑AlGaN外延层上生长含有Al纳米颗粒的i‑AlGaN外延层等步骤。本发明专利技术充分利用Al等离激元对AlGaN探测器性能的增强作用，在难以提高AlGaN材料质量的情况下，为高灵敏度AlGaN紫外探测器的实现提供了新途径，而且工艺简单，结构新颖，可大面积应用，具有广阔的应用前景。

A Method for Improving the Performance of AlGaN-based PIN Detector by In-situ Growth of Al Plasmon

【技术实现步骤摘要】
一种原位生长Al等离激元提高AlGaN基PIN型探测器性能的方法
本专利技术属于半导体
，特别涉及一种原位生长Al等离激元提高AlGaN基PIN型探测器性能的方法。
技术介绍
三元合金AlGaN材料，为直接带隙半导体材料，其禁带宽度随Al组分的变化在3.4～6.2eV之间连续可调，可实现带边响应的波长范围为365～200nm，覆盖了大部分的紫外波段，是制作紫外及深紫外探测器的理想材料，此外，AlGaN基材料具有化学稳定性强，耐高温，耐高压，抗辐照等优势，使得基于此的紫外及深紫外探测器在军事和民用上都具有广阔的应用前景。近年来，AlGaN基紫外光电器件受到国内外研究人员的广泛关注，实现了多种结构的紫外及深紫外探测器，如光电导型探测器、金属-半导体-金属(MSM)型探测器、肖特基(Schottky)型探测器、以及P-I-N型探测器等，取得了一定的突破和进展，但目前的器件性能远低于期待。其中AlGaN基PIN型紫外探测器工作电压低，暗电流小，且制造工艺成熟，与半导体平面工艺兼容性好，具有很好的实用价值和应用前景，但目前器件性能仍不具有竞争力，制约器件的根本原因在于材料问题，AlGaN本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种原位生长Al等离激元提高AlGaN基PIN型探测器性能的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、在衬底上生长AlN模板层；步骤二、在AlN模板层上生长n‑AlGaN外延层；步骤三、在n‑AlGaN外延层上生长含有Al纳米颗粒的i‑AlGaN外延层；步骤四、在i‑AlGaN外延层上生长p‑AlGaN外延层，完成器件结构生长；步骤五、利用光刻技术获得探测器的掩膜图形，利用刻蚀技术做出器件台面；步骤六、通过真空蒸发技术制备金属电极；步骤七、利用Lift Off技术去除多余金属，获得探测器结构；步骤八、电极退火，完成探测器制备。

【技术特征摘要】
1.一种原位生长Al等离激元提高AlGaN基PIN型探测器性能的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、在衬底上生长AlN模板层；步骤二、在AlN模板层上生长n-AlGaN外延层；步骤三、在n-AlGaN外延层上生长含有Al纳米颗粒的i-AlGaN外延层；步骤四、在i-AlGaN外延层上生长p-AlGaN外延层，完成器件结构生长；步骤五、利用光刻技术获得探测器的掩膜图形，利用刻蚀技术做出器件台面；步骤六、通过真空蒸发技术制备金属电极；步骤七、利用LiftOff技术去除多余金属，获得探测器结构；步骤八、电极退火，完成探测器制备。2.根据权利要求1所述的原位生长Al等离激元提高AlGaN基PIN型探测器性能的方法，其特征在于，步骤一所述衬底为蓝宝石、硅或碳化硅。3.根据权利要求1所述的原位生长Al等离激元提高AlGaN基PIN型探测器性能的方法，其特征在于，步骤二采用MOCVD法，SiH4作为AlGaN材料n型掺杂源。4.根据权利要求1所述的原位生长Al等离激元提高AlGaN基PIN型探测器性能的方法，其特征在于，步骤三的制备方法是利用铝金属源受热分解的特性，在MOCVD中原位生长Al纳米颗粒得到。5.根据权利要求1所述的原位生长A...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙晓娟，吴忧，黎大兵，石芝铭，贾玉萍，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：吉林,22