[发明专利]一种应用石墨烯电极在GaN自支撑衬底上制备AlGaN肖特基日盲紫外探测器的方法

说明书

本发明涉及一种应用石墨烯电极在GaN自支撑衬底上制备AlGaN肖特基日盲紫外探测器的方法，其中制作方法包括：先通过氢化物化学气相制备自支撑衬底GaN，在GaN自支撑衬底上依次沉积N型重掺杂高Al组分的AlGaN层、N型轻掺杂高Al组分的AlGaN层。然后在结构背面，通过电子束蒸发制作欧姆接触的背电极，在N型轻掺杂AlGaN层上制备石墨烯肖特基接触，并且用剥离技术制作圆形图案。最后在整个结构顶部沉积一层钝化层，并刻蚀部分钝化层至石墨烯肖特基接触表面，然后沉积金属盖帽层。本发明兼顾目前的工艺生产流程，将高阻率的GaN作为自支撑衬底，实现了两个接触制作在衬底不同侧，减小了开启电压，并且将石墨烯用作肖特基接触，进一步提高紫外透过率，提高日盲紫外探测器性能，以用于探测微弱信号的紫外光线。

技术领域：

本发明属于半导体技术领域，具体涉及一种应用石墨烯电极在GaN自支撑衬底上制备 AlGaN肖特基日盲紫外探测器的方法。

背景技术：

为了探测微弱的人为紫外光线，而不受太阳辐射的影响，日盲紫外探测器的研究就尤其重要。基于硅材料和其他常规III-V族化合物材料的半导体紫外探测器的制作工艺已经纯熟，但由于他们的禁带宽度较窄，制成探测器要与滤波器配合使用，才能工作现在日盲紫外波段。新型宽禁带材料，尤其是三元合金AlGaN的出现，为紫外探测器的研究带来突破性的进展。高Al组分(Al组分大于0.4)的AlGaN材料的禁带宽度连续可调，它对应的截止波长可以在日盲区(280nm～200nm)连续变化，同时具有抗辐射和耐高温的特点。

目前，AlGaN基日盲型紫外探测器已经与肖特基结构进行了结合，但大部分结构都是在蓝宝石衬底上制备，由于蓝宝石绝缘，器件的欧姆接触的两个电极只能制作在同一侧，增加了器件的开启电压，加之蓝宝石导热性差，使器件不能形成有效散热。目前针对新材料的工艺技术并不完善，缺少合适的衬底，这些探测器的性能依旧有待提高，达不到我们所期望的高的响应度。并且用作半透明肖特基接触的金属厚度相对较大，紫外透过率相对较小，造成大量的发射和吸收损耗。

本发明涉及的在现有的工艺基础上应用石墨烯电极在GaN自支撑衬底上制备的日盲紫外探测器，不仅解决了器件开启电压大的问题，还进一步提高了紫外透过率，实现了日盲紫外探测器性能的提高。

发明内容：

本发明的目的是提供一种应用石墨烯电极的GaN自支撑衬底肖特基型紫外探测器的结构和制作方法，保证响应度的情况下，在现有的工艺基础上提高探测器的性能。

为解决上述问题，本发明提供了一种应用石墨烯电极的GaN自支撑衬底肖特基型紫外探测器结构制作流程和方法，包括如下步骤：

通过氢化物化学气相沉积GaN自支撑衬底；

在所述GaN自支撑衬底上使用氢化物化学气相沉积依次沉积N型重掺杂高Al组分的 AlGaN层、N型轻掺杂高Al组分的AlGaN层。

在上述结构背面，通过电子束蒸发制作欧姆接触的背电极；

在N型轻掺杂AlGaN层上制备石墨烯肖特基接触，并且用剥离技术雕刻圆形图案；

在整个结构顶部沉积一层钝化层；

刻蚀部分钝化层至石墨烯肖特基接触表面，然后沉积金属盖帽层；

本发明兼顾目前的工艺生产流程，将高阻率的GaN作为自支撑衬底，实现了两个接触制作在衬底不同侧，减小了开启电压，并且将石墨烯用作肖特基接触，进一步提高紫外透过率，提高日盲紫外探测器性能，用于探测微弱信号的紫外光线。

附图说明

图1至图4是本发明探测器结构的制作方法一实施例中各个步骤的结构示意图。

具体实施方式