[发明专利]含极化调控层的氮化物量子阱红外探测器及其制备方法

权利要求书

1.含极化调控层的氮化物量子阱红外探测器，其特征在于，按照材料结构自下至上依次包括：衬底、缓冲层、成核层、下电极接触层、功能层和上电极接触层；所述缓冲层、成核层、下电极接触层、功能层和上电极接触层所选材料均为AlGaN，Al组分根据材料结构任意可调；所述功能层由周期性Al_xGa_1-xN/Al_yGa_1-yN/ Al_zGa_1-zN复合异质结构构成，其中0≤xzy≤1，周期数为1至200；所述Al_xGa_1-xN为量子势阱层，厚度为0.0005 µm至0.01 µm；所述Al_yGa_1-yN为极化调控层，厚度为0.002 µm至0.05 µm；所述Al_zGa_1-zN 为量子势垒层，厚度为0.02 µm至0.2 µm；所述功能层为红外光子产生吸收和光生电子发生输运的区域。

2.根据权利要求1所述的含极化调控层的氮化物量子阱红外探测器，其特征在于：所述衬底为Al₂O₃、GaN、AlN、Si中的任意一种。

3.根据权利要求1所述的含极化调控层的氮化物量子阱红外探测器，其特征在于：所述缓冲层的厚度为0.01 µm至10 µm。

4.根据权利要求1所述的含极化调控层的氮化物量子阱红外探测器，其特征在于：所述成核层的厚度为0.01 µm至0.5 µm。

5.根据权利要求1所述的含极化调控层的氮化物量子阱红外探测器，其特征在于：所述下电极接触层的n型掺杂浓度为1×10¹⁷ cm^-3至5×10¹⁹ cm^-3，厚度为0.1 µm至2 µm，用于制作下欧姆接触电极。

6.根据权利要求1所述的含极化调控层的氮化物量子阱红外探测器，其特征在于：所述上电极接触层n型掺杂浓度在1×10¹⁷ cm^-3至5×10¹⁹ cm^-3之间，厚度为0.05 µm至0.5 µm，用于制作上欧姆接触电极。

7.根据权利要求1所述的含极化调控层的氮化物量子阱红外探测器，其特征在于：所述量子势阱层为n型掺杂，掺杂浓度在5×10¹⁷cm^-3至5×10¹⁹ cm^-3之间。

8.制备权利要求1-7中任一项所述含极化调控层的氮化物量子阱红外探测器的方法，其特征在于步骤如下：

1）在衬底上生长缓冲层；

2）在缓冲层上生长成核层；

3）在成核层上生长下电极接触层；

4）在下电极接触层上生长功能层；

5）在功能层之上生长上电极接触层；

6）在上电极接触层和下电极接触层之上分别制作上、下欧姆接触电极；

7）为了实现对红外光的耦合，将步骤（6）制作完成后的器件的衬底一侧面制成斜面或者在制作上欧姆接触电极之前在上电极接触层上制作一维光栅或二维光栅。