日盲型AlGaN基PIN紫外探測器工藝研究.pdf

1、作為第三代半導(dǎo)體材料的GaN屬直接帶隙半導(dǎo)體,因具有禁帶寬度大、介電常數(shù)小、電子飽和速度高、物理化學(xué)性能穩(wěn)定等優(yōu)點，在紫外探測器領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用價值。特別是其三元合金 AlxGa1-xN，響應(yīng)波長范圍為200～365nm,是實現(xiàn)日盲型紫外探測器的理想材料。AlGaN基紫外探測器在導(dǎo)彈預(yù)警、武器制導(dǎo)、太空探測、紫外通訊等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用需求。本論文對日盲型AlGaN PIN紫外探測器研制中的材料生長、材料性能表征、ICP刻蝕、歐姆接觸

2、等制作工藝及流程開展了研究。
　　研究中采用MOCVD方法在藍(lán)寶石襯底上以低溫AlN材料作為模板層，成功生長了高Al組分PIN結(jié)構(gòu)AlxGa1-xN膜層。通過紫外投射光譜、XRD衍射方法及外延層表面導(dǎo)電能力測試表征AlxGa1-xN外延層質(zhì)量，顯示AlxGa1-xN外延層中心區(qū)域鋁含量達(dá)到45％，其光譜截止邊在280nm，外延材料中心區(qū)域最大表面電流在10-6A量級，膜層質(zhì)量和峰值達(dá)到器件設(shè)計要求。器件的結(jié)構(gòu)采用背面進(jìn)光方式。再用

3、PECVD方法在表面沉積SixNy掩膜,通過ICP刻蝕方法，Cl2/Ar/BCl3作為刻蝕氣體，將外延層從P型層刻蝕到N型，通過選擇合適的刻蝕條件，刻蝕速度達(dá)到200nm/min,選擇比為2.5：1。歐姆接觸工藝N電極采用Ti/Al/Ti/Au多層金屬結(jié)構(gòu)，P電極采用Cr/Au金屬結(jié)構(gòu)，在550℃溫度氮氣氛環(huán)境下退火60秒，獲得5.0×10-1Ω.cm2的P型歐姆接觸電阻，離文獻(xiàn)報道水平還有較大差距。最后擬定出日盲型AlGaN基PIN紫