一种MQW结构InGaN蓝光探测器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种MQW结构InGaN蓝光探测器，包括图形化蓝宝石衬底、非故意掺杂GaN缓冲层、N型重掺杂GaN欧姆接触层、InGaN/GaN多量子阱MQW吸收层、P型掺杂GaN欧姆接触层、P型欧姆接触电极、介质钝化层、N型欧姆接触电极和P型接触Pad电极。本实用新型专利技术的优点在于采用InGaN和GaN交替生长的MQW吸收层结构设计，避免了传统PIN结构蓝光探测器高In组分InGaN材料易析出且较难生长的难题，且制作工艺简单与目前的LED工艺兼容。

An MQW structure InGaN Blue light detector

【技术实现步骤摘要】
一种MQW结构InGaN蓝光探测器
本技术涉及半导体光电器件
，具体涉及一种MQW结构InGaN蓝光探测器。
技术介绍
蓝光通信是激光通信的一种，采用光波波长为450-570nm的蓝光束。由于海水对蓝光波段的可见光吸收损耗极小，因此蓝绿光通过海水时，不仅穿透能力强，而且方向性极好，是在深海中传输信息的通信重要方式之一，另外还应用于探雷、测深等领域。蓝光通信技术的核心是研制高灵敏的蓝光探测器。近些年随着第三代半导体光电探测技术的发展，结合GaN基材料具有连续可调的禁带宽度(0.7eV-6.2eV)、抗辐射和耐高温的特点，已成为制作高灵敏的蓝光探测器的优化材料。然而，目前InGaN材料主要通过异质外延获得，通常异质外延InGaN材料在生长过程中In极易析出，往往具有高的位错密度(>5×108cm-2)。材料中的位错不仅是器件的漏电通道，而且会导致雪崩器件的破坏性击穿。为了改进InGaN基蓝光探测器外延材料的生长难度，提出一种MQW结构的生长方式，大大降低了材料生长难度，降低了器件的暗电流，为批量生产奠定了基础。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种新型优化结构且工艺简单的新型MQW结构InGaN蓝光探测器。本技术通过以下技术方案来实现上述目的：一种MQW结构InGaN蓝光探测器，包括图形化蓝宝石衬底；在所述图形化蓝宝石衬底正面外延非故意掺杂GaN缓冲层；在所述非故意掺杂GaN缓冲层正面外延N型重掺杂GaN欧姆接触层；在所述N型重掺杂GaN欧姆接触层正面依次外延InGaN/GaN多量子阱MQW吸收层；在所述InGaN/GaN多量子阱MQW吸收层正面外延P型掺杂GaN欧姆接触层；在所述P型掺杂GaN欧姆接触层上制作P型欧姆接触电极；在所述P型欧姆接触电极正面淀积的介质钝化层，所述介质钝化层上刻蚀有能显露P型欧姆接触电极的引线孔；在所述N型重掺杂GaN欧姆接触层上设置N型欧姆接触电极以及在引线孔的位置制作的P型接触Pad电极，所述P型接触Pad电极延伸至引线孔内而与P型欧姆接触电极连接。进一步改进在于，所述InGaN/GaN多量子阱MQW吸收层的In组分为0.05-0.3，InGaN单层厚度为3nm-5nm，GaN单层厚度为15nm-20nm，InGaN总厚度设定为100nm。进一步改进在于，所述P型掺杂GaN欧姆接触层的厚度为20nm-80nm。进一步改进在于，所述P型欧姆接触电极为半透明电极，半透明电极选用Ni/Au、Pt/Au或者石墨烯电极，且电极总厚度≤5nm。进一步改进在于，所述介质钝化层为SiO2层。另外，所述P型欧姆接触电极、N型欧姆接触电极和P型接触Pad电极均是采用电子束蒸发方法制作而成。本技术的有益效果在于：本技术的优点在于采用InGaN和GaN交替生长的MQW吸收层结构设计，避免了传统PIN结构蓝光探测器高In组分InGaN材料易析出且较难生长的难题，且制作工艺简单与目前的LED工艺兼容。附图说明图1为本技术的结构示意图；图中：101、图形化蓝宝石衬底；102、非故意掺杂GaN缓冲层；103、N型重掺杂GaN欧姆接触层；104、InGaN/GaN多量子阱MQW吸收层；105、P型掺杂GaN欧姆接触层；106、P型欧姆接触电极；107、介质钝化层；108、N型欧姆接触电极；109、P型接触Pad电极。具体实施方式下面结合附图对本申请作进一步详细描述，有必要在此指出的是，以下具体实施方式只用于对本申请进行进一步的说明，不能理解为对本申请保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述申请内容对本申请作出一些非本质的改进和调整。如图1所示，展示了一种MQW结构InGaN蓝光探测器的实施例结构，包括图形化蓝宝石衬底101，在图形化蓝宝石衬底101上采用MOCVD外延依次外延2μm厚的非故意掺杂GaN缓冲层102；2.5μm厚的N型重掺杂GaN欧姆接触层103，采用Si掺杂，且掺杂浓度为2.5×1018cm-3；20周期非故意掺杂InGaN/GaN多量子阱MQW吸收层104，其中InGaN单层厚度为5nm，GaN单层厚度为20nm；40nm厚的P型掺杂GaN欧姆接触层105，且采用Mg掺杂；最后退火激活P型掺杂，完成材料外延生长。接着，采用电子束蒸发在整个结构正面制作5nm厚半透明的P型欧姆接触电极106，电极材料为Ni(2.5nm)/Au(2.5nm)；采用ICP刻蚀台面，刻蚀至露出N型重掺杂GaN欧姆接触层103；采用PECVD技术淀积一层200nm厚的SiO2介质钝化层107，介质钝化层107同时起到抗反射的作用；采用湿法化学腐蚀刻蚀出引线孔(图中未标注)；最后采用电子束蒸发制作2μm厚的Ti/AuN型欧姆接触电极108和P型接触Pad电极109。以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本技术专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种MQW结构InGaN蓝光探测器，其特征在于：包括/n图形化蓝宝石衬底(101)；/n在所述图形化蓝宝石衬底(101)正面外延非故意掺杂GaN缓冲层(102)；/n在所述非故意掺杂GaN缓冲层(102)正面外延N型重掺杂GaN欧姆接触层(103)；/n在所述N型重掺杂GaN欧姆接触层(103)正面依次外延InGaN/GaN多量子阱MQW吸收层(104)；/n在所述InGaN/GaN多量子阱MQW吸收层(104)正面外延P型掺杂GaN欧姆接触层(105)；/n在所述P型掺杂GaN欧姆接触层(105)上制作P型欧姆接触电极(106)；/n在所述P型欧姆接触电极(106)正面淀积的介质钝化层(107)，所述介质钝化层(107)上刻蚀有能显露P型欧姆接触电极(106)的引线孔；/n在所述N型重掺杂GaN欧姆接触层(103)上设置N型欧姆接触电极(108)以及在引线孔的位置制作的P型接触Pad电极(109)，所述P型接触Pad电极(109)延伸至引线孔内而与P型欧姆接触电极(106)连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种MQW结构InGaN蓝光探测器，其特征在于：包括
图形化蓝宝石衬底(101)；
在所述图形化蓝宝石衬底(101)正面外延非故意掺杂GaN缓冲层(102)；
在所述非故意掺杂GaN缓冲层(102)正面外延N型重掺杂GaN欧姆接触层(103)；
在所述N型重掺杂GaN欧姆接触层(103)正面依次外延InGaN/GaN多量子阱MQW吸收层(104)；
在所述InGaN/GaN多量子阱MQW吸收层(104)正面外延P型掺杂GaN欧姆接触层(105)；
在所述P型掺杂GaN欧姆接触层(105)上制作P型欧姆接触电极(106)；
在所述P型欧姆接触电极(106)正面淀积的介质钝化层(107)，所述介质钝化层(107)上刻蚀有能显露P型欧姆接触电极(106)的引线孔；
在所述N型重掺杂GaN欧姆接触层(103)上设置N型欧姆接触电极(108)以及在引线孔的位置制作的P型接触Pad电极(109)，所述P型接触P...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨国锋，周东，渠凯军，
申请(专利权)人：南京紫科光电科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32