[发明专利]不透射红外及可见光的GaN基紫外探测器面阵

说明书

技术领域

本发明属于半导体器件技术领域，特别是指一种不透射红外及可见光的GaN基紫外探测器面阵及其制作方法。

背景技术

紫外探测技术是一项应用十分广泛的技术，在公安侦察、明火探测、太阳照度监测、生物医药分析、臭气监测、海上油监等民事方面和生化武器监测、飞行器制导、导弹预警、秘密通信等军事方面都有着十分重要的应用。

GaN基材料属直接带隙半导体，具有较大的禁带完度，其三元合金AlGaN的禁带宽度随Al组分的变化可在3.14-6.12eV之间连续变化，对应的光谱范围可在200-365nm之间连续变化。因此，GaN基材料是制作紫外探测器的最理想材料之一。GaN基材料作为第三代半导体材料，还具有电子饱和速度高，介电常数小等优点，并且它还具有耐腐蚀和耐高温的特性，可在恶劣环境下工作。因此，GaN基材料在光电子学领域及微电子领域内都有巨大的应用价值。

GaN基紫外探测器特别是紫外探测器面阵是目前的研究热点之一。对于背入射的紫外探测器面阵来说，由于GaN基材料不吸收可见光及红外光，所以在GaN基紫外探测器面阵与读出电路互联的时候，如果互联界面上没有一层严密的阻挡层，从探测器面阵背面入射的可见光及红外光很容易透过探测器面阵照射到硅基读出电路上，而硅基读出电路本身对可见光及红外光有响应，这样就对紫外探测器面阵成像产生了干扰。因此，在紫外探测器面阵与读出电路互联时，有效排除这一干扰十分重要。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种不透射红外及可见光的GaN基紫外探测器面阵及其制作方法，其可用于紫外成像，并避免红外及可见光透射到硅基读出电路上，从而避免了硅基读出电路造成的干扰，提高了器件的实用性。

本发明提供一种不透射红外及可见光的GaN基紫外探测器面阵的制作方法，包括：

步骤1：在衬底上依次生长缓冲层、n型掺杂层、i型有源层和p型掺杂层，得到样品，该n型掺杂层、i型有源层和p型掺杂层为p-i-n单元；

步骤2：在样品表面的两侧向下进行刻蚀，刻蚀到达n型掺杂层内，形成台面样品，该n型掺杂层为面阵上所有单元共用；

步骤3：在台面样品的表面沉积氮化硅层；

步骤4：采用刻蚀或腐蚀的方法，去除p型掺杂层表面的部分氮化硅层和n型掺杂层上的部分氮化硅层；

步骤5：在去除部分氮化硅层的n型掺杂层上制作n型欧姆接触金属层，在去除部分氮化硅层的p型掺杂层上制作p型欧姆接触金属层，形成基片；

步骤6：在基片的表面沉积一层二氧化硅层；

步骤7：采用光刻法，在二氧化硅层的最上面光刻，腐蚀露出面阵四个边缘的n型欧姆接触金属层，腐蚀露出p型欧姆接触金属层，形成引线孔；

步骤8：在面阵四个边缘露出的n型欧姆接触金属层和p型欧姆金属层引线孔内及部分二氧化硅层的表面制作加厚金属层；

步骤9：将衬底减薄至90-110微米、抛光，进行管芯分割，完成探测器面阵制作。

其中所述的衬底为双面抛光的蓝宝石材料。

其中所述的p-i-n单元形状为圆形或方形或倒圆角的方形。

其中所述的n型掺杂层为重型n掺杂GaN基材料，其掺杂浓度高于或等于1×10¹⁸cm^-3。

其中所述的i型有源层为非有意掺杂的GaN基材料，其掺杂浓度低于1×10¹⁷cm^-3。

其中所述的p型掺杂层为p型掺杂的GaN基材料，其掺杂浓度高于或等于1×10¹⁷cm^-3。

其中n型欧姆接触金属层为钛金、钛铝钛金、镍金、钛铝镍金、钛铂金或镍铂金合金材料。

其中p型欧姆接触金属层为钛金或镍金或钯金合金材料。

其中氮化硅层的厚度为20-100纳米。

其中加厚金属层为钛金、钛铝钛金、镍金、钛铝镍金或镍镉金，或及其组合。

附图说明

为了进一步说明本发明的技术内容，以下结合具体实例和附图进行详细说明。其中：

图1为制作紫外探测器面阵的材料结构示意图。

图2为刻蚀台面后得到的像素结构示意图。

图3为面阵完成后单个像素结构示意图。

图4为制作完成后面阵示意图(正面俯视示意图)。

具体实施方式

请参照图1到图4，本发明提供了一种不透射红外及可见光的紫外探测器面阵，包括：