The invention discloses an InGaN visible light detector on Si substrate and its preparation method and application. The detector comprises Si substrate, buffer layer, InGaN functional layer and Ni / Au metal layer electrode arranged in sequence from bottom to top. The buffer layer is AlN layer, AlGaN layer and GaN layer arranged in sequence from bottom to top. The buffer layer is epitaxial grown on Si substrate, and InGaN functional layer is grown on the buffer layer. The The shape of the electrode was determined by photolithography on the upper surface of the an functional layer, and the Ni / Au metal layer electrode was evaporated on the upper surface of the InGaN functional layer. Optimize the chip parameters of the detection device, improve the quantum efficiency of the visible light band; design the visible light sensitization micro nano structure on the surface of the detection chip, effectively reduce the reflection loss of the surface to the visible light, enhance the visible light resonance absorption, and achieve high sensitivity and high bandwidth detection.
【技术实现步骤摘要】
Si衬底InGaN可见光探测器及制备方法与应用
本专利技术涉及可见光探测器领域,特别涉及一种Si衬底InGaN可见光探测器及制备方法与应用。
技术介绍
III族氮化物半导体材料(主要包括GaN,InN,AlN以及它们形成的三元或多元合金材料)拥有优良的光学、电学、热学、化学、机械性能,因此,Ⅲ族氮化物光电器件和功率器件得到了国内外科研人员的广泛关注和重点研究。随着新型固态照明的快速发展,可见光通信技术应运而生。可见光通信能够在提供照明的同时,实现高速的数据传输,并且可见光通信具有频谱宽、无电磁干扰等优点,可以实现近距离时高速安全稳定的通信体验。目前,探测可见光波段光信号最为常用的探测器是光电倍增管和Si基探测器。虽然光电倍增管具有暗电流低、响应速度快、稳定性高、电流增益高等优点,但是价格昂贵、容易破损、能耗较大、体积庞大等缺点大大限制了其实际应用。同样,Si基光电二极管也有自身的局限性,它只有在加装了价格昂贵的滤光系统后才能实现对可见光波段的探测,这大大增加了使用成本。此外Si材料的抗辐射能力弱,这又大大限制了Si基探测器在极端条件下的应用。作为第三代半导体材料研究热点之一的InGaN材料拥有良好的物理化学性质。它的电子迁移率高、热稳定性好、化学稳定性好。可以通过调整合金中In的组分,实现禁带宽度从3.4eV到0.7eV的连续调节,从而使得InGaN探测器能够实现覆盖整个可见光波段的连续探测,相比光电倍增管,InGaN探测器具有体积小、易携带、易集成、击穿电场高(>1MV/cm)、工作电压低、节能环保、无需滤光系统等优势。相比于Si,InGaN探测器 ...
【技术保护点】
1.Si 衬底InGaN可见光探测器,其特征在于,包括从下到上依次排布的Si衬底、缓冲层、InGaN功能层和Ni/Au金属层电极,所述缓冲层为从下到上依次排布的AlN层、AlGaN层和GaN层,InGaN功能层中In组分的摩尔分数为10~60%。
【技术特征摘要】
1.Si衬底InGaN可见光探测器,其特征在于,包括从下到上依次排布的Si衬底、缓冲层、InGaN功能层和Ni/Au金属层电极,所述缓冲层为从下到上依次排布的AlN层、AlGaN层和GaN层,InGaN功能层中In组分的摩尔分数为10~60%。2.根据权利要求1所述的Si衬底InGaN可见光探测器,其特征在于,缓冲层中AlN层、AlGaN层和GaN层的厚度分别为200~300nm、500~600nm、2~3μm。3.根据权利要求1所述的Si衬底InGaN可见光探测器,其特征在于,InGaN功能层的厚度为10~15nm。4.根据权利要求1所述的Si衬底InGaN可见光探测器,其特征在于,Ni/Au金属层电极为叉指电极;Ni/Au金属层电极中Ni金属层的厚度为80~100nm,Au金属层的厚度为80~100nm。5.制备权利要求1至4任一项所述Si衬底InGaN可见光探测器的方法,其特征在于,包括如下步骤:(1)在Si衬底上采用MOCVD方法外延生长缓冲层,在缓冲层上采用PLD方法生长InGaN功能层;(2)在InGa...
【专利技术属性】
技术研发人员:王文樑,李国强,孔德麒,杨昱辉,
申请(专利权)人:华南理工大学,
类型:发明
国别省市:广东,44
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。