BeMgZnO基同质p-n结构紫外探测器及制法

摘要

本发明公开了一种BeMgZnO基同质p-n结构紫外探测器，包括衬底、衬底上沉积有缓冲层，缓冲层上生长有n型薄膜层，n型薄膜层上生长有p型薄膜层；n型薄膜层上制作有金属电极的负极，p型薄膜层上生长有金属电极的正极；n型薄膜层与p型薄膜层均为BeMgZnO四元合金薄膜层，BeMgZnO四元合金薄膜层的厚度可通过控制生长时间来控制，可根据需要从几十纳米到几微米不等；BeMgZnO四元合金薄膜层通过调节Be、Mg和Zn三种元素的原子配比来调节禁带宽度，禁带宽度为3.37eV-6.2eV。本发明通过BeMgZnO四元合金薄膜层作为吸收层，获得在日盲范围200nm到375nm响应的紫外探测器，从而覆盖整个日盲区。

主权项

BeMgZnO基同质p‑n结构紫外探测器的制法，包括衬底、衬底上沉积有缓冲层，缓冲层上生长有n型薄膜层，n型薄膜层上生长有p型薄膜层；n型薄膜层上制作有金属电极的负极，p型薄膜层上生长有金属电极的正极；所述n型薄膜层与p型薄膜层均为BeMgZnO四元合金薄膜层，BeMgZnO四元合金薄膜层的厚度在为200nm～1um；BeMgZnO四元合金薄膜层通过调节铍、镁和锌三种元素的原子配比来调节禁带宽度，禁带宽度为3.37eV‑6.2eV；所述衬底为氮化镓、砷化镓、氧化镁、单面或双面抛光的蓝宝石；衬底为蓝宝石时，蓝宝石的取向可以是c、R、M和a取向；缓冲层由氧化铍、金属镁、氧化镁和氧化锌中的一种或多种以上材料形成，缓冲层的厚度为10nm‑100nm；所述金属电极由钛、铝、镍、金、铂、银、铱、钼、钽、铌、钴、锆和钨中的一种或多种以上形成，此金属电极的沉积厚度为10nm～500nm；金属电极上沉积有金层或银层，该金层或银层的厚度10nm～1000nm；p型薄膜层通过掺元素锂、钠、氮或磷来实现；n型薄膜层通过掺元素铝或镓来实现；其特征在于包括如下步骤：1）清洗衬底：在硫酸：盐酸体积比为3:1的酸中加热15min～30min，之后经过丙酮、异丙醇清洗，然后用去离子水冲干净，最后用氮气枪吹干；在装入生长腔之后，用500^oC～900^oC的高温处理15min～60min，去除衬底表面的水蒸汽和残留的有机物；2）生长缓冲层：在高温处理衬底后，在衬底上生长缓冲层；3）生长薄膜层：先在缓冲层上生长n型BeMgZnO层，所掺的元素可为铝和镓；然后在n型层上生长p型BeMgZnO层，所掺元素可为锂、钠、氮或磷，薄膜层为BeMgZnO四元合金薄膜层，BeMgZnO四元合金薄膜层的厚度为200nm～1000nm；BeMgZnO四元合金薄膜层通过调节铍、镁和锌三种元素的原子配比来调节禁带宽度，禁带宽度为3.37eV～6.2eV；4）刻蚀：在刻蚀p型薄膜层之前必须先用丙酮或异丙醇IPA化学试剂对步骤3）中的产物进行表面清洗，以得到干净平整的表面；然后用光学掩膜和显影技术的方法用光刻胶覆盖部分p型薄膜层；然后采用ICP刻蚀的方法刻蚀掉未经光刻胶覆盖部分的p型薄膜层，使n型薄膜层对应部分裸露出来；5) 制作金属电极：再次把步骤4）中刻蚀完的样品用丙酮、异丙醇（IPA）和去离子水清洗干净；然后贴上掩膜并采用电子束蒸镀，在n型薄膜层上镀上金属电极的负极，在P型薄膜层上镀上金属电极的负极。