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【 中文摘要 】本发明涉及一种基于Ir2O3/Ga2O3的深紫外APD探测二极管及其制作方法。该方法包括:选取β‑Ga2O3衬底;在β‑Ga2O3衬底表面生长β‑Ga2O3材料形成同质外延层;在同质外延层表面生长上生长Ir2O3材料形成异质外延层;刻蚀异质外延层和同质外延层形成梯形结构;在异质外延层表面形成顶电极;在β‑Ga2O3衬底下表面形成底电极, 最终形成APD探测器二极管。本发明采用β‑Ga2O3材料, 发挥该材料在深紫外光区域和可见光区域的极高光透率和透明度, 并确保了APD探测器的耐压极高、击穿电场较高, 适合高频、高辐射、高温高压等极端环境, 在极端环境下不仅器件可靠性大幅提高, 探测性能也将优于目前的APD探测器。
【 英文摘要 】The invention relates to a deep ultraviolet APD detection diode based on Ir2O3/Ga2O3 and a manufacturing method thereof. The method comprises the following steps of selecting a beta-Ga2O3 substrate; growing a beta-Ga2O3 material on a beta-Ga2O3 substrate surface to form a homogeneous epitaxial layer; growing an Ir2O3 material on a homogeneous epitaxial layer surface so as to form a heterogeneous epitaxial layer; etching the heterogeneous epitaxial layer and the homogeneous epitaxial layer to form a trapezoidal structure; forming a top electrode on a heterogeneous epitaxial layer surface; and forming a bottom electrode on a lower surface of the beta-Ga2O3 substrate and finally forming an APD detector diode. In the invention, the beta-Ga2O3 material is used, a super high light penetration rate and transparency of the material in a deep ultraviolet area and a visible light area are performed, super high voltage withstanding performance of an APD detector and a high breakdown electric field are ensured; the diode is suitable for extreme environments of a high frequency, high radiation, high temperature and high voltage and the like; under the extreme environments, device reliability can be greatly increased and detection performance is better than that of an existing APD detector.
主分类号 |
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IPC分类号 | |
CPC分类号 | H10F71/00; H10F77/12; H10F30/2255; |
清洁能源产业分类 | 2.1.2; 3.1.0; 3.2.0; 5.1.0; 6.2.0 |
数字经济核心产业分类 | 010306; 010501; 010502; 010504; 010511; 010513; 030401 |
国民经济行业分类 | 制造业 |
国民经济行业(主) | 制造业 |
新兴产业分类 | 太阳能产业 |
新兴产业(主) | 太阳能产业 |
知识密集型分类 | 信息通信技术制造业新装备制造业新材料制造业 |
学科分类 | 工程物理科学 |
2016-12-08
申请日
CN201611124463.4(当前专利)
申请号
2017-02-15
首次公开日
CN106409987A
首次公开号
2017-09-26
授权公告日
CN106409987B(当前专利)
授权公告号
2036-12-08
预估到期日
计算因素
同族专利公开号 | |
扩展同族公开号 | ![]() 世界知识产权组织 |
DocDB公开号 |
代理机构 | 西安智萃知识产权代理有限公司 61221 |
代理人 | 刘长春 |
申请语言 | 汉语 |
审查员 | 郭学军 |
1.一种基于Ir2O3/Ga2O3的深紫外APD探测二极管的制作方法,其特征在于,包括:
步骤1、选取β-Ga2O3衬底;
步骤2、在所述β-Ga2O3衬底表面生长β-Ga2O3材料形成同质外延层;
步骤3、利用CVD工艺,在所述同质外延层表面生长掺杂浓度为1×1019~1×1020cm-3的P型Ir2O3材料以形成异质外延层;
步骤4、刻蚀所述异质外延层和所述同质外延层形成梯形结构;
步骤5、在所述异质外延层表面形成顶电极;
步骤6、在所述β-Ga2O3衬底下表面形成底电极,最终形成所述APD探测器二极管。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在所述β-Ga2O3衬底表面生长β-Ga2O3材料形成同质外延层,包括:
利用分子束外延工艺,在所述β-Ga2O3衬底表面生长掺杂浓度为1×1015~1×1016cm-3的N型所述β-Ga2O3材料以形成所述同质外延层;其中,所述同质外延层的厚度根据雪崩增益系数调节。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,刻蚀所述异质外延层和所述同质外延层形成梯形结构,包括:
采用第一光刻掩膜版,利用倾斜刻蚀工艺刻蚀所述异质外延层以在所述异质外延层内形成第一梯形结构;
采用第二光刻掩膜板,利用选择性倾斜刻蚀工艺刻蚀所述同质外延层以在所述同质外延层内形成第二梯形结构,以形成所述梯形结构。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在所述异质外延层表面形成顶电极,包括:
采用第三光刻掩膜版,利用磁控溅射工艺在所述异质外延层表面溅射第一复合金属材料形成所述顶电极。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,利用磁控溅射工艺在所述异质外延层表面溅射第一复合金属材料,包括:
将Ti材料作为溅射靶材,以Ar气体作为溅射气体通入溅射腔内,在真空度为6×10-4~1.3×10-3Pa,工作频率为100W的条件下,在所述异质外延层表面溅射形成Ti层;
将Au材料作为溅射靶材,以Ar气体作为溅射气体通入溅射腔内,在真空度为6×10-4~1.3×10-3Pa,工作频率为100W的条件下,在所述Ti层表面溅射形成Au层,以形成所述第一复合金属材料。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在所述β-Ga2O3衬底下表面形成底电极,包括:
利用磁控溅射工艺在所述β-Ga2O3衬底下表面溅射第二复合金属材料形成所述底电极。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,利用磁控溅射工艺在所述β-Ga2O3衬底下表面溅射第二复合金属材料,包括:
将Ti材料作为溅射靶材,以Ar气体作为溅射气体通入溅射腔内,在真空度为6×10-4~1.3×10-3Pa,工作频率为100W的条件下,在所述β-Ga2O3衬底下表面溅射形成Ti层;
将Au材料作为溅射靶材,以Ar气体作为溅射气体通入溅射腔内,在真空度为6×10-4~1.3×10-3Pa,工作频率为100W的条件下,在所述Ti层表面溅射形成Au层,以形成所述第二复合金属材料。
8.一种基于Ir2O3/Ga2O3的深紫外APD探测二极管,其特征在于,所述APD探测二极管由权利要求1-7任一项所述的方法制备形成。
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