【 中文摘要 】本发明涉及一种基于双异质结的Ga2O3/GaN/SiC光电探测二极管及其制备方法。该方法包括：选取SiC衬底；在SiC衬底表面连续生长同质外延层、GaN层及Ga2O3层；在Ga2O3层表面形成光吸收层；在整个衬底下表面淀积第一金属材料形成底电极；在整个衬底上表面淀积第二金属材料形成顶电极以最终形成所述光电探测二极管。本发明采用了双异质结结构， 可有效降低漏电流， 从而大幅提高光电二极管的器件可靠性。且将Ga2O3材料应用于光吸收层， 充分发挥其在紫外光探测方面的性能， 其透明导电的电学特性利于提高光吸收层的光吸收能力， 进而大幅提高光电探测二极管的器件性能。

【 英文摘要 】The invention relates to a double heterojunction-based Ga2O3/GaN/SiC photoelectric detection diode and a preparation method thereof. The method comprises the following steps : selecting a SiC substrate; continuously growing a homoepitaxial layer, a GaN layer and a Ga2O3 layer on the surface of the SiC substrate; forming a light absorption layer on the surface of the Ga2O3 layer; depositing a first metal material on the lower surface of the whole substrate to form a bottom electrode; and depositing a second metal material on the upper surface of the whole substrate to form a top electrode, so as to finally form the photoelectric detection diode. In the invention, by adopting a double heterojunction structure, leak current can be effectively reduced, and thus the device reliability of the photoelectric diode is remarkably improved. By applying the Ga2O3 material to the light absorption layer, the performance thereof in ultraviolet detection is fully utilized, the electrical properties of transparence and conductivity are conducive to improving the light absorption ability of the light absorption layer, and thus the device performance of the photoelectric detection diode is remarkably improved.

【 用途 】

【 技术功效 】

【技术分类】

【行业分类】

1.一种基于双异质结的Ga₂O₃/GaN/SiC光电探测二极管的制备方法，其特征在于，包括：
选取SiC衬底；
利用LPCVD工艺，在所述SiC衬底表面生长掺杂N元素的SiC材料以形成N型的同质外延层；
采用MOCVD工艺，在所述同质外延表面生长掺杂N元素的GaN材料以形成GaN层；
利用MBE工艺，在所述GaN层表面生长β-Ga₂O₃材料形成Ga₂O₃层；
在所述Ga₂O₃层表面形成光吸收层；
在整个衬底下表面淀积第一金属材料形成底电极；
在整个衬底上表面淀积第二金属材料形成顶电极以最终形成所述光电探测二极管。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，选取SiC衬底，包括：

选取N型的4H-SiC或6H-SiC材料作为所述SiC衬底；

利用RCA标准清洗工艺对所述SiC衬底进行清洗。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述Ga₂O₃层表面形成光吸收层，包括：

采用第一掩膜板，利用磁控溅射工艺在所述Ga₂O₃层表面溅射第三金属材料形成所述光吸收层。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，利用磁控溅射工艺在所述Ga₂O₃层表面溅射第三金属材料，包括：

以Ni材料作为靶材，以氩气作为溅射气体通入溅射腔体中，在工作功率为100W，真空度为6×10^-4～1.3×10^-3Pa的条件下，在所述Ga₂O₃层表面溅射所述Ni材料以作为所述第三金属材料。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在整个衬底下表面淀积第一金属材料形成底电极，包括：

利用磁控溅射工艺在包括SiC衬底、所述同质外延层、所述GaN层、所述Ga₂O₃层及所述光吸收层的整个衬底的下表面溅射所述第一金属材料；
在氮气和氩气的气氛下，利用快速热退火工艺在所述整个衬底的下表面与所述第一金属材料表面处形成欧姆接触以完成所述底电极的制备。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，利用磁控溅射工艺在包括SiC衬底、所述同质外延层、所述GaN层、所述Ga₂O₃层及所述光吸收层的整个衬底的下表面溅射所述第一金属材料，包括：

以Ni材料作为靶材，以氩气作为溅射气体通入溅射腔体中，在工作功率为100W，真空度为6×10^-4～1.3×10^-3Pa的条件下，在所述整个衬底的下表面溅射所述Ni材料以作为所述第一金属材料。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其特征在于，在整个衬底上表面生长第二金属材料形成顶电极，包括：

采用第二掩膜板，利用磁控溅射工艺在在包括SiC衬底、所述同质外延层、所述GaN层、所述Ga₂O₃层及所述光吸收层的整个衬底上表面生长所述第二金属材料；
在氮气和氩气的气氛下，利用快速热退火工艺在所述整个衬底的上表面与所述第二金属材料表面处形成欧姆接触以完成所述顶电极的制备。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，利用磁控溅射工艺在在包括SiC衬底、所述同质外延层、所述GaN层、所述Ga₂O₃层及所述光吸收层的整个衬底上表面生长所述第二金属材料，包括：

以Ni材料作为靶材，以氩气作为溅射气体通入溅射腔体中，在工作功率为20～100W，在真空度为6×10^-4～1.3×10^-3Pa的条件下，在所述整个衬底表面溅射形成所述Ni材料；
以Au材料作为靶材，以氩气作为溅射气体通入溅射腔体中，在工作功率为20～100W，在真空度为6×10^-4～1.3×10^-3Pa的条件下，在所述Ni材料表面溅射Au材料形成Ni/Au叠层双金属材料以作为所述第二金属材料。

9.一种基于双异质结的Ga₂O₃/GaN/SiC光电探测二极管，其特征在于，所述光电探测二极管由权利要求1-8任一项所述的方法制备形成。