[发明专利]基于Ir2O3/Ga2O3的深紫外APD探测二极管及其制作方法

说明书

技术领域

本发明属于集成电路技术领域，具体涉及一种基于Ir₂O₃/Ga₂O₃的深紫外APD探测二极管及其制作方法。

背景技术

随着近年来天文、高能物理、空间技术等领域的研究与探索工作的不断深入，及其在宇宙探测、人造卫星等方面应用前景的迅速拓展，对于光线尤其紫外光的探测器的要求越来越高，如光电对抗中紫外对抗与反对抗技术就愈发受到军方的关注。通常波长在10～400nm的电磁波成为紫外线，既不同于可见光辐射，又不同于红外辐射；其中来自太阳辐射的紫外线中被大气层几乎完全吸收的谱区被称为日盲区，是紫外探测中较难探测到的区域。

雪崩光电二极管(AvalanchePhoto Diode,简称APD)探测器是一种PN结型的光电检测二极管，利用了载流子的雪崩倍增效应来放大光信号以提高检测灵敏度，一般可测量紫外到红外光区域，在军事高技术与民品市场的开发中具有很大的使用价值，如在日盲区对尾烟或羽烟中能释放大量紫外辐射的飞行目标进行实时探测或有效跟踪。

然后，对于目前的APD探测器由于不具备极高的耐压性和抗击穿性，因此并不适合高频、高辐射、高温高压等极端环境下的应用。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种基于 Ir₂O₃/Ga₂O₃的深紫外APD探测二极管及其制作方法。

本发明的一个实施例提供了一种基于Ir₂O₃/Ga₂O₃的深紫外APD探测二极管的制作方法，包括：

步骤1、选取β-Ga₂O₃衬底；

步骤2、在所述β-Ga₂O₃衬底表面生长β-Ga₂O₃材料形成同质外延层；

步骤3、在所述同质外延层表面生长上生长Ir₂O₃材料形成异质外延层；

步骤4、刻蚀所述异质外延层和所述同质外延层形成梯形结构；

步骤5、在所述异质外延层表面形成顶电极；

步骤6、在所述β-Ga₂O₃衬底下表面形成底电极，最终形成所述APD 探测器二极管。

在本发明的一个实施例中，在所述β-Ga₂O₃衬底表面生长β-Ga₂O₃材料形成同质外延层，包括：

利用分子束外延工艺，在所述β-Ga₂O₃衬底表面生长掺杂浓度为1× 10¹⁵～1×10¹⁶cm^-3的N型所述β-Ga₂O₃材料以形成所述同质外延层；其中，所述同质外延层的厚度根据雪崩增益系数调节。

在本发明的一个实施例中，在所述同质外延层表面生长上分别生长 Ir₂O₃材料形成异质外延层，包括：

利用CVD工艺，在所述同质外延层表面生长掺杂浓度为1×10¹⁹～1× 10²⁰cm^-3的P型所述Ir₂O₃材料以形成所述异质外延层。

在本发明的一个实施例中，刻蚀所述异质外延层和所述同质外延层形成梯形结构，包括：

采用第一光刻掩膜版，利用倾斜刻蚀工艺刻蚀所述异质外延层以在所述异质外延层内形成第一梯形结构；

采用第二光刻掩膜板，利用选择性倾斜刻蚀工艺刻蚀所述同质外延层以在所述同质外延层内形成第二梯形结构，以形成所述梯形结构。

在本发明的一个实施例中，在所述异质外延层表面形成顶电极，包括：

采用第三光刻掩膜版，利用磁控溅射工艺在所述异质外延层表面溅射第一复合金属材料形成所述顶电极。

在本发明的一个实施例中，在所述异质外延层表面形成顶电极，包括：

采用第三光刻掩膜版，利用磁控溅射工艺在所述异质外延层表面溅射第一复合金属材料形成所述顶电极。