【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体器件技术，尤其涉及一种超薄势垒的增强型异质结紫外光电探测器及其制备方法。
技术介绍
1、半导体紫外光电探测器已被广泛用于军事和民用领域，如导弹预警、军事保密通信、癌细胞检测和火焰传感等。传统硅基增强型紫外光电二极管所使用的si材料禁带宽度窄，不能过滤可见光，需要用更大体积的滤光片才能提升紫外灵敏度。此外，si对光的吸收系数较大，光吸收主要发生在材料表面，使光电转换的量子效率降低。因此传统探测器已不能满足当前器件能够在高灵敏度、高温和高压等条件下正常工作的需求。而gan等ⅲ族氮化物为直接宽带隙半导体，对紫外光的吸收由带隙决定，具有天然的频段选择性而不需要加装滤波器。此外，ⅲ族氮化物还具有良好的化学和热稳定性及优越的抗辐射性、耐高温等优势，是实现紫外光电探测器最有前途的材料之一。
2、目前传统硅(si)基紫外光电探测器光电转换效率低且笨重低效，而常规的金属-半导体-金属(msm)结构的氮化镓(gan)基紫外光电探测器通常难以同时实现低暗电流和高光电流，而且往往工艺复杂，极大地限制了氮化镓紫外光电探测器的广泛应用。现有基于gan材料的光电探测技术的不足：
3、一、pin结型、肖特基势垒型和msm等结构的gan基紫外光电探测器虽然结构和制备工艺简单，但都缺乏内部增益机制，限制了输出光电流的大小。
4、二、基于自发极化和压电极化的algan/gan异质结光电探测器沟道内具有高浓度的2deg，使得器件具有高的光辐射率和光电流。然而，2deg沟道的存在也导致了该类器件为耗尽型器件，无光照
5、三、基于p型gan光栅的algan/gan虽然可以同时实现低暗电流和高光电流，但是需要精准地选择性刻蚀来形成p型gan光栅探，制造工艺非常复杂，同时蚀刻工艺有可能在器件中形成高密度的界面陷阱，降低器件可靠性。
技术实现思路
1、本专利技术目的在于提供一种超薄势垒的增强型异质结紫外光电探测器及其制备方法，旨在不提升工艺复杂度的情况下获得高光暗电流比、高增益及高可靠性。
2、本专利技术中所述一种超薄势垒的增强型异质结紫外光电探测器，包括从下至上依次层叠设置的衬底、氮化铝镓缓冲层、氮化镓本征层、氮化铝空间隔离层和氮化铝镓势垒层；所述氮化镓本征层、氮化铝空间隔离层和氮化铝镓势垒层组成algan/gan异质结；
3、所述algan/gan异质结上端面分别在两端部设置平行延伸的电极；在电极上包覆有钝化层，钝化层中部设有接触孔裸露出电极上端面的中部位置；
4、所述氮化铝空间隔离层和氮化铝镓势垒层界面处形成2deg，所述2deg存在于钝化层下方；
5、所述2deg利用钝化层降低氮化铝镓势垒层的表面电位而得到。
6、所述氮化铝镓势垒层的组分构成比例为：alxga1-xn，且0＜x≤0.3。
7、所述氮化铝镓势垒层的厚度为1～10nm。
8、所述氮化铝镓势垒层的厚度为3～5nm。
9、所述钝化层材质为氮化硅或二氧化硅。
10、所述钝化层的厚度大于0且小于等于1μm。
11、所述钝化层的厚度为100-500nm。
12、所述氮化镓本征层和/或氮化铝镓势垒层的制备为非故意掺杂。
13、本专利技术所述制备方法，用于制备所述一种超薄势垒的增强型异质结紫外光电探测器；具体包括以下步骤：
14、在衬底上依次生长氮化铝镓缓冲层、氮化镓本征层、氮化铝空间隔离层和氮化铝镓势垒层；
15、在氮化铝镓势垒层上表面的左右两端部分别制备电极；
16、在氮化铝镓势垒层和电极上方沉积钝化层完全封闭，令氮化铝空间隔离层和氮化铝镓势垒层的界面层形成2deg；
17、去除氮化铝镓势垒层中部上方的钝化层，暴露出氮化铝镓势垒层中部位置；令氮化铝镓势垒层暴露位置下方的2deg自然消退；
18、去除电极中部上方的钝化层，暴露出电极中部位置形成接触孔。
19、在接触孔内加厚电极。
20、本专利技术中所述一种超薄势垒的增强型异质结紫外光电探测器及其制备方法，其优点在于，基于超薄势垒的异质结紫外探测器能够较大程度简化工艺，有效降低了工艺复杂度和制造成本，同时基于异质结结构的导电沟道可以有效减少光生载流子的表面散射效应和库伦散射效应，具有低暗电流、高光电导增益、高可靠性及易集成等优点，在军事和民用领域拥有巨大的潜力和应用前景。
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1.一种超薄势垒的增强型异质结紫外光电探测器，其特征在于，包括从下至上依次层叠设置的衬底(101)、氮化铝镓缓冲层(102)、氮化镓本征层(103)、氮化铝空间隔离层(104)和氮化铝镓势垒层(105)；所述氮化镓本征层(103)、氮化铝空间隔离层(104)和氮化铝镓势垒层(105)组成AlGaN/GaN异质结；
2.根据权利要求1所述一种超薄势垒的增强型异质结紫外光电探测器，其特征在于，所述氮化铝镓势垒层(105)的组分构成比例为：AlxGa1-xN，且0＜x≤0.3。
3.根据权利要求1所述一种超薄势垒的增强型异质结紫外光电探测器，其特征在于，所述氮化铝镓势垒层(105)的厚度为1～10nm。
4.根据权利要求3所述一种超薄势垒的增强型异质结紫外光电探测器，其特征在于，所述氮化铝镓势垒层(105)的厚度为3～5nm。
5.根据权利要求1所述一种超薄势垒的增强型异质结紫外光电探测器，其特征在于，所述钝化层(107)材质为氮化硅或二氧化硅。
6.根据权利要求1所述一种超薄势垒的增强型异质结紫外光电探测器，其特征在于，所述
7.根据权利要求6所述一种超薄势垒的增强型异质结紫外光电探测器，其特征在于，所述钝化层(107)的厚度为100-500nm。
8.根据权利要求1所述一种超薄势垒的增强型异质结紫外光电探测器及其制备方法，其特征在于，所述氮化镓本征层(103)和/或氮化铝镓势垒层(105)的制备为非故意掺杂。
9.制备方法，其特征在于，用于制备如权利要求1-8任一所述一种超薄势垒的增强型异质结紫外光电探测器；具体包括以下步骤：
10.根据权利要求9所述制备方法，其特征在于，在接触孔内加厚电极(106)。
...【技术特征摘要】
1.一种超薄势垒的增强型异质结紫外光电探测器，其特征在于，包括从下至上依次层叠设置的衬底(101)、氮化铝镓缓冲层(102)、氮化镓本征层(103)、氮化铝空间隔离层(104)和氮化铝镓势垒层(105)；所述氮化镓本征层(103)、氮化铝空间隔离层(104)和氮化铝镓势垒层(105)组成algan/gan异质结；
2.根据权利要求1所述一种超薄势垒的增强型异质结紫外光电探测器，其特征在于，所述氮化铝镓势垒层(105)的组分构成比例为：alxga1-xn，且0＜x≤0.3。
3.根据权利要求1所述一种超薄势垒的增强型异质结紫外光电探测器，其特征在于，所述氮化铝镓势垒层(105)的厚度为1～10nm。
4.根据权利要求3所述一种超薄势垒的增强型异质结紫外光电探测器，其特征在于，所述氮化铝镓势垒层(105)的厚度为3～5nm。
5.根据权...
【专利技术属性】
技术研发人员：蒋华杏，黄馨莹，陈志坚，李斌，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：
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