双面Si基AlGaN探测器及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种双面Si基AlGaN探测器及其制备方法。上述双面Si基AlGaN探测器包括Si基衬底、缓冲层、AlGaN非掺杂层、BOX掩埋层、顶层Si基薄膜层、第一电极和第二电极。通过缓冲层，改善了AlGaN探测器结构及Si探测器结构的结合效果，实现了双面Si基AlGaN探测器，相比单一Si探测器或单一AlGaN日盲探测器来说扩大了探测波长范围。实现了混合波长的实时探测，节省了成本，有利于Si基集成的发展。有利于Si基集成的发展。有利于Si基集成的发展。

【技术实现步骤摘要】
双面Si基AlGaN探测器及其制备方法


[0001]本专利技术涉及紫外探测器
，具体而言，涉及一种双面Si基AlGaN探测器及其制备方法。

技术介绍

[0002]波长范围在10～400nm的电磁波被称为紫外线，在这个波段又被分为四个子部分：长波紫外(UV
‑
A)、中波紫外(UV
‑
B)、短波紫外(UV
‑
C)和真空紫外(vacuum UV)。他们在紫外光谱上分别对应的波长范围为400～320nm，320～280nm，280～200nm和200～10nm。在地球表面，太阳辐射是最主要的辐射源，其中波长小于200nm的紫外辐射会被大气层中的气体分子和游离态的原子吸收，使其在地球表面完全不存在。波长在300nm以下的紫外线辐射会被包裹地球的臭氧层吸收。这就意味着当太阳光射向地球表面时，地球表面只存在波长介于300至400nm的紫外波段太阳辐射，而波长在200～280nm范围内的辐射由于吸收不能达到地球表面，该波段被称为日盲区。固体燃料推进的导弹所喷射的羽烟中存在很强的日盲紫外辐射，性能可靠的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双面Si基AlGaN探测器，其特征在于，所述双面Si基AlGaN探测器包括：Si基衬底(1)，具有相对的第一表面和第二表面；缓冲层(2)，设置在所述Si基衬底(1)的所述第一表面，且所述缓冲层(2)为ZnO层或AlN层；AlGaN非掺杂层(4)，设置在所述缓冲层(2)的远离所述Si基衬底(1)的一侧表面；BOX掩埋层(5)，设置在所述Si基衬底(1)的所述第二表面；顶层Si基薄膜层(6)，设置在所述BOX掩埋层(5)的远离所述Si基衬底(1)的一侧表面；第一电极(7)，设置在所述AlGaN非掺杂层(4)的远离所述缓冲层(2)的一侧；以及第二电极(8)，设置在所述顶层Si基薄膜层(6)的远离所述BOX掩埋层(5)的一侧。2.根据权利要求1所述的双面Si基AlGaN探测器，其特征在于，所述双面Si基AlGaN探测器还包括：GaN应变层(3)，设置在所述缓冲层(2)和所述AlGaN非掺杂层(4)之间。3.根据权利要求1所述的双面Si基AlGaN探测器，其特征在于，所述AlGaN非掺杂层(4)的材料为Al
x
Ga1‑
x
N，其中0＜x＜1；所述Si基衬底(1)和所述顶层Si基薄膜层(6)同时为Si或同时为SiC。4.根据权利要求2所述的双面Si基AlGaN探测器，其特征在于，所述缓冲层(2)的厚度为1～10μm，所述GaN应变层(3)的厚度为20～200nm，所述AlGaN非掺杂层(4)的厚度为50～500nm，所述BOX掩埋层(5)的厚度为1～20μm，所述顶层Si基薄膜层(6)的厚度为50～1000nm。5.根据权利要求1至4中任一项所述的双面Si基AlGaN探测器，其特征在于，所述第一电极(7)包括第一N型电极(701)和第一P型电极(702)，且所述第一N型电极(701)和第一P型电极(702)组成叉指型电极；所述第二电极(8)包括第二N型电极(801)和第二P型电极(802)，且所述第二N型电极(801)和所述第二P型电极(802)组成叉指型电极。6.根据权利要求5所述的双面Si基AlGaN探测器，其特征在于，所述顶层Si基薄膜层(6)具有N型掺杂区(601)、P型掺杂区(602)和中性区(603)，所述N型掺杂区(601)和P型掺杂区(602)形成叉指结构，且二者之间通过所述中性区(603)间隔设置；其中，所述第二N型电极(801)设置在所述N型掺杂区(601)远离所述BOX掩埋层(5)的一侧，所述第二P型电极(802)设置在所述P型掺杂区(602)远离所述BOX掩埋层(5)的一侧。7.根据权利要求5所述的双面Si基AlGaN探测器，其特征在于，所述第一N型电极(701)、第一P型电极(702)、所述第二N型电极(801)和所述第二P型电极(802)的材料均为Ti/Al/Ti/Au材料。8.一种权利要求1至7中任一项所述的双面Si基AlGaN探测器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1，提供一复合晶圆，其包括依次层叠设置的Si基衬底(1)、BOX掩埋层(5)和顶层Si基薄膜层(6)；步骤S2，采用第一电浆溅镀或第一MOCVD外延生长的方式在所述复合晶圆的所述Si基衬底(1)的第一表面生长缓冲层(2)；步骤S3，采用第二电浆溅镀或第二MOCVD外延生长的方式在所述缓冲层(2)的远离所述Si基衬底(1)的一侧表面形成AlGaN非掺杂层(4)；步骤S4，在所述AlGaN非掺杂层(4)的远离所述缓冲层(2)的一侧形成第一电极(7)；在
所述顶层Si基薄膜层(6)的远离所述BOX掩埋层(5)的一侧形成第二电极(8)，进而形成所述双面Si基AlGaN探测器。9.根据权利要求8所述的双面Si基AlGaN探测器的制备方法，其特征在于，当所述缓冲层(2)为ZnO层时，采用所述第一电浆溅镀的方式形成所述缓冲层(2)，其包括：提供一电浆溅镀设备；将所述ZnO靶材放置在阴极屏蔽罩内，将所述复合晶圆放置在基台上并将所述Si基衬底(1)的所述第一表面朝上；关闭所述电浆溅镀设备的腔室，然后抽真空至所述腔室内真空度小于1
×
10
‑5Pa，其次充入氩气使气压达到1～10MPa；向所述ZnO靶材施加380～1000V的电压进行所述第一电浆溅镀，以形成所述缓冲层(2)；当所述缓冲层(2)为AlN层时，采用所述第一MOCVD外延生长的方式形成所述缓冲层(2)，其包括：将所述复合晶圆加热至1200～1300℃，然后在氢气的环境中放置10～60min；将所述复合晶圆降温至700～900℃，然后以三甲基铝为铝源，氨气为氮源在所述Si基衬底(1)的所述第一表面生长AlN成核层；继续将所述复合晶圆加热至1180～1250℃以对所述AlN成核层进行再结晶处理，以形成所述缓冲...

【专利技术属性】
技术研发人员：张怡静，陈明，王建明，闫大鹏，
申请(专利权)人：武汉锐科光纤激光技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：