基于氮化镓半导体的紫外线光检测器

摘要

本发明提供一种基于氮化镓半导体的紫外线光检测器结构。此结构在基板上从下往上顺序包含n型接触层、光吸收层、光穿透层、与p型接触层。这些半导体层均由氮化铝镓铟的四元化合物半导体材料所构成。通过改变这些材料的铝、镓、铟成份的组成，这些半导体层一方面可以具备所需的能隙，因而针对特定波长的紫外线光反应可以特别灵敏。另一方面，这些半导体层得以具备匹配的晶格常数，因而可以避免应力过大的相关问题，同时得到更高品质晶格结构的紫外线光检测器。此结构进一步包含位于p型接触层上的正电极、光穿透欧姆接触层、与抗反射层，以及位于n型接触层上的负电极。

主权项

1.一种氮化镓系紫外线光检测器结构，包括： 基板，由氧化铝单晶(Sapphire)、6H-SiC、4H-SiC、Si、ZnO、GaAs、尖 晶石(MgAl₂O₄)和晶格常数接近于氮化物半导体的单晶氧化物之一制成； n型接触层，位于该基板的一侧面上，由有n型掺杂、具有特定组成的 Al_aGa_bIn_1-a-bN构成，0≤a，b≤1，a+b≤1，厚度介于3000～40000之间； 光吸收层，位于该n型接触层之上且覆盖其部份表面，由Al_xGa_yIn_1-x-yN材料构成，0≤x，y≤1，x+y≤1，厚度介于100～10000之间，具有大于3.4 电子伏特的能隙； 负电极，位于该n型接触层、未被该光吸收层覆盖的表面上，由Ti与Al合金构成； 光穿透层，位于该光吸收层之上，由多层的叠层构成的超晶格结构，具 有大于该光吸收层的能隙，其中该每一叠层均包含二层、厚度均介于 50～200之间、分别由具有特定组成与有p型掺杂的Al_eGa_fIn_1-e-fN与 Al_gGa_hIn_1-g-hN构成的单层，0≤e，f、g、h≤1，e+f≤1，g+h≤1； p型接触层，位于该光吸收层之上，由有P型掺杂、具有特定组成的 Al_iGa_jIn_1-i-jN构成，0≤i，j≤1，i+j≤1，厚度介于20～2000之间； 光穿透欧姆接触层，位于该p型接触层之上且覆盖其部份表面，厚度介 于20～200之间的金属导电层和厚度介于200～3000之间的透明导电氧 化层两者之一； 正电极，位于该p型接触层之上、未被该光穿透欧姆接触层覆盖的表面 上，由Ni与Au合金构成；以及 抗反射层，位于该光穿透欧姆接触层之上，由SiO₂、SiN₄、TiO₂以及 SiO₂/TiO₂的分布式布拉格反射器其中之一构成。