CN101814537B - 氮化镓基雪崩型探测器及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
一种氮化镓基雪崩型探测器及其制作方法，其中该氮化镓基雪崩型探测器包括：一衬底；一N型掺杂的GaN欧姆接触层制作在衬底上；一非故意掺杂GaN吸收层制作在N型掺杂的GaN欧姆接触层上，该非故意掺杂GaN吸收层的面积小于N型掺杂的GaN欧姆接触层的面积；一N型掺杂的Al组分渐变的AlGaN层制作在非故意掺杂的GaN吸收层上；一非故意掺杂AlGaN雪崩倍增层制作在N型掺杂的Al组分渐变的AlGaN层上；一P型掺杂的AlGaN欧姆接触层制作在非故意掺杂AlGaN雪崩倍增层上；一N型欧姆接触电极制作在N型掺杂的GaN欧姆接触层上；一P型欧姆接触电极制作在P型掺杂的AlGaN欧姆接触层上。
Description
技术领域
本发明属于半导体器件领域，特别是发明了一种新型的氮化镓基雪崩型探测器的结构及其制作方法。
背景技术
作为第三代半导体，氮化镓(GaN)及其系列材料(包括氮化铝、铝镓氮、铟镓氮、氮化铟)以其禁带宽度大、光谱范围宽(覆盖了从紫外到红外全波段)、耐高温性和耐腐蚀性好，在光电子学和微电子学领域内有巨大的应用价值。GaN基紫外探测器是一种非常重要的GaN基光电子器件，在导弹预警、火箭羽烟探测、紫外通信、生化武器探测、飞行器制导、宇宙飞船、臭氧层空洞探测、火灾监测等民用、军用领域有着重要的应用价值。目前世界上在GaN基紫外探测器方面已经取得了很大进展，已研制多种结构包括光电导型、Schottky型、PIN型以及雪崩型的单元器件和焦平面阵列。尤其对于雪崩型探测器由于其响应速度快、量子效率高、抗磁场干扰能力强、体积小、重量轻且供电电路简单等特点而受到广泛的关注。但是现有的雪崩型探测器大都采用吸收和倍增是在同一层，这样探测灵敏度和暗电流就会相互制约，影响了氮化镓紫外探测器的进一步发展和应用。
与已有的氮化镓基雪崩型紫外探测器相比，本发明的目的在于提出一种正照射吸收层和倍增层分离的氮化镓基雪崩型探测器及其制作方法，使目标光子主要在吸收层内被吸收，并且吸收层内电场比较低，避免隧穿引起的暗电流噪声；而雪崩增益主要是光生空穴在倍增层内雪崩电离，倍增区内电场强度和空穴电离长度可以很大，从而提高雪崩增益。
发明内容
本发明的目的在于提出一种氮化镓基雪崩型探测器及其制作方法，这种雪崩型探测器的优点在于吸收层和倍增层分离，从而降低暗电流、提高雪崩增益。另外设计的窗口结构实现了在正照射下空穴雪崩倍增，降低了材料生长的难度，同时实现大的增益和低的噪音。
本发明提供一种氮化镓基雪崩型探测器，包括：
一衬底；
一N型掺杂的GaN欧姆接触层，该N型掺杂的GaN欧姆接触层制作在衬底上；
一非故意掺杂GaN吸收层，该非故意掺杂GaN吸收层制作在N型掺杂的GaN欧姆接触层上，该非故意掺杂GaN吸收层的面积小于N型掺杂的GaN欧姆接触层的面积；
一N型掺杂的Al组分渐变的AlGaN层，该N型Al组分渐变的AlGaN层制作在非故意掺杂的GaN吸收层上；
一非故意掺杂AlGaN雪崩倍增层，非故意掺杂AlGaN雪崩倍增层制作在N型掺杂的Al组分渐变的AlGaN层上；
一P型掺杂的AlGaN欧姆接触层，该P型掺杂的AlGaN欧姆接触层制作在非故意掺杂AlGaN雪崩倍增层上；
一钝化层，该钝化层制作在非故意掺杂GaN吸收层、N型掺杂的Al组分渐变的AlGaN层、非故意掺杂AlGaN雪崩倍增层以及P型掺杂的AlGaN欧姆接触层的侧面；
一N型欧姆接触电极，该N型欧姆接触电极制作在钝化层的外侧且位于N型掺杂的GaN欧姆接触层上；
一P型欧姆接触电极，该P型欧姆接触电极制作在P型掺杂的AlGaN欧姆接触层上。
其中该衬底为蓝宝石、氮化镓、硅、碳化硅或砷化镓材料。
其中所述的N型掺杂的Al组分渐变的AlGaN层的Al组分是从GaN渐变到非故意掺杂AlGaN雪崩倍增层的Al组分。
其中所述的N型掺杂的Al组分渐变的AlGaN层、非故意掺杂AlGaN雪崩倍增层以及P型掺杂的AlGaN欧姆接触层的Al组分高于N型掺杂的GaN欧姆接触层及非故意掺杂GaN吸收层的Al组分。
其中所述的P型掺杂的AlGaN欧姆接触层的厚度大于其本征带隙对应的光的吸收长度。
其中所述的N型欧姆接触电极为环形结构。
其中所述的钝化层为SiO2或SiNx介电层。
其中所述的P型欧姆接触电极为圆形、环形或网格状结构，并且其材料为对紫外光透光或半透光的材料。
本发明提供一种氮化镓基雪崩型探测器的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：在衬底上利用外延生长设备生长出N型掺杂的GaN欧姆接触层；
步骤2：在N型掺杂的GaN欧姆接触层上生长非故意掺杂GaN吸收层；
步骤3：在非故意掺杂GaN吸收层上依次生长N型掺杂的Al组分渐变的AlGaN层、非故意掺杂AlGaN雪崩倍增层和P型掺杂的AlGaN欧姆接触层；
步骤4：将非故意掺杂GaN吸收层12、N型掺杂的Al组分渐变的AlGaN层、非故意掺杂AlGaN雪崩倍增层和P型掺杂的AlGaN欧姆接触层的周边刻蚀，形成一个圆形台面，刻蚀深度直到N型掺杂的GaN欧姆接触层，使N型掺杂的GaN欧姆接触层露出来；
步骤5：在刻蚀的圆形台的侧面制作钝化层，将刻蚀的台面保护起来；
步骤6：在露出来的N型掺杂的GaN欧姆接触层上制作N型欧姆接触电极；
步骤7：在圆形的P型掺杂的AlGaN欧姆接触层上制作P型欧姆接触电极；
步骤8：进行衬底剪薄、抛光、解理，将前述步骤制作好的单管器件封装在管座上，形成正照射吸收层和倍增层分离的氮化镓基雪崩型探测器。
其中衬底的材料为蓝宝石、氮化镓、硅、碳化硅或砷化镓材料。
其中所述的N型掺杂的Al组分渐变的AlGaN层的Al组分是从GaN渐变到非故意掺杂AlGaN雪崩倍增层的Al组分。
其中所述的N型掺杂的Al组分渐变的AlGaN层、非故意掺杂AlGaN雪崩倍增层以及P型掺杂的AlGaN欧姆接触层的Al组分高于N型掺杂的GaN欧姆接触层以及非故意掺杂GaN吸收层的Al组分。
其中所述的P型掺杂的AlGaN欧姆接触层的厚度要大于其本征带隙对应的光的吸收长度。
其中所述的N型欧姆接触电极为环形结构。
其中所述的钝化层为SiO2或SiNx介电层；
其中所述的P型欧姆接触电极为圆形、环形或网格状结构，并且其材料为对紫外光透光或半透光的材料。
本发明巧妙的利用了AlGaN材料作为窗口层，使吸收层(非故意掺杂GaN吸收层12)和倍增层(非故意掺杂AlGaN雪崩倍增层14)分离，这样能量大于GaN的本征带隙而小于AlGaN的带隙的光就能够穿过AlGaN窗口被下面的GaN吸收层所吸收，产生的光生电子被扫入N型欧姆接触电极16，而光生空穴在进入AlGaN高电场区(非故意掺杂AlGaN雪崩倍增层14)时发生雪崩电离，形成一股非常大的雪崩空穴电流，从而提高了探测器的灵敏度。另外，为了降低非故意掺杂GaN吸收层12和非故意掺杂AlGaN雪崩倍增层14之间的异质结界面对光生空穴的阻挡作用，我们在非故意掺杂GaN吸收层12和非故意掺杂AlGaN雪崩倍增层14之间之间设计了N型掺杂的Al组分渐变的AlGaN层13。同时Al组分渐变的AlGaN层也会给材料生长带来方便。
附图说明
为了进一步说明本发明的内容，下面结合具体实例和详细附图如后，其中：
图1本发明提出的一种正照射吸收层和倍增层分离的氮化镓基雪崩型探测器器件结构示意图
图2本发明提出的一种正照射吸收层和倍增层分离的氮化镓基雪崩型探测器材料结构示意图
具体实施方式
请参阅图1、图2所示，本发明一种正照射吸收层和倍增层分离的氮化镓基雪崩型探测器包括：
一衬底10，该衬底10为有利于III族氮化物外延生长的蓝宝石、氮化镓、硅、碳化硅或砷化镓材料；
一N型掺杂的GaN欧姆接触层11，该N型掺杂的GaN欧姆接触层11制作在衬底10上；
一非故意掺杂GaN吸收层12，该非故意掺杂GaN吸收层12制作在N型掺杂的GaN欧姆接触层11上，该非故意掺杂GaN吸收层12的面积小于N型掺杂的GaN欧姆接触层11的面积。该层作为探测器响应波段(光子能量在GaN和AlGaN的带隙之间)的光的吸收层；
一N型掺杂的Al组分渐变的AlGaN层13，该N型Al组分渐变的AlGaN层制作在非故意掺杂的GaN吸收层12上；
所述的N型掺杂的Al组分渐变的AlGaN层13的Al组分是从GaN渐变到非故意掺杂AlGaN雪崩倍增层14的Al组分。该层只所以设计成Al组分渐变有两个方面的好处，其一Al组分渐变在材料生长时可以逐步的驰豫由于晶格失配导致的应力避免由于应力造成的材料生长时产生的裂纹，从而降低了材料生长的难度，其二是带隙渐变能够有效降低由于异质结造成的对空穴的阻挡，从而提高探测器的响应度；
一非故意掺杂AlGaN雪崩倍增层14，非故意掺杂AlGaN雪崩倍增层14制作在N型掺杂的Al组分渐变的AlGaN层13上。该层作为雪崩探测器的倍增层，在外加电压下电场主要集中在该层；
一P型掺杂的AlGaN欧姆接触层15，该P型掺杂的AlGaN欧姆接触层15制作在非故意掺杂AlGaN雪崩倍增层14上；
所述的N型掺杂的Al组分渐变的AlGaN层13、非故意掺杂AlGaN雪崩倍增层14以及P型掺杂的AlGaN欧姆接触层15的Al组分高于N型掺杂的GaN欧姆接触层11以及非故意掺杂GaN吸收层12的Al组分，具体组分由响应带宽的设计要求来确定；所述的P型掺杂的AlGaN欧姆接触层15的厚度大于其本征带隙对应的光的吸收长度，以确保能量大于该层带隙的光全部被该层吸收而不会透射到下面的非故意掺杂AlGaN雪崩倍增层14引起噪音；
一钝化层17，该钝化层17制作在非故意掺杂GaN吸收层12、N型掺杂的Al组分渐变的AlGaN层13、非故意掺杂AlGaN雪崩倍增层14以及P型掺杂的AlGaN欧姆接触层15的侧面，钝化、保护器件的侧面，降低漏电流噪声；所述的钝化层17为SiO2或SiNx介电层；
一N型欧姆接触电极16，该N型欧姆接触电极16制作在钝化层17的外侧且位于N型掺杂的GaN欧姆接触层11上；
所述的N型欧姆接触电极16为环形结构，环状电极能够保证器件内电场尽可能的均匀，避免由于电场分布不均匀导致器件局部漏电甚至击穿；
一P型欧姆接触电极18，该P型欧姆接触电极18制作在P型掺杂的AlGaN欧姆接触层15上；
所述的P型欧姆接触电极18为圆形、环形或网格状结构，并且其材料为对紫外光透光或半透光的材料，保证一定的透光率的同时保证空穴被电极全部收集形成电流。
请再参阅图1、图2所示，本发明提出的一种正照射吸收层和倍增层分离的氮化镓基雪崩型探测器的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：在衬底10上利用外延生长设备如金属有机物化学气相沉积(MOCVD)、氢化物气相外延(HVPE)、分子束外延(MBE)等生长出N型掺杂的GaN欧姆接触层11；该衬底10的材料为蓝宝石、氮化镓、硅、碳化硅或砷化镓材料；
步骤2：在N型掺杂的GaN欧姆接触层11上外延生长非故意掺杂GaN吸收层12；
步骤3：在非故意掺杂GaN吸收层12上依次外延生长N型掺杂的Al组分渐变的AlGaN层13、非故意掺杂AlGaN雪崩倍增层14和P型掺杂的AlGaN欧姆接触层15；
所述的N型掺杂的Al组分渐变的AlGaN层13的Al组分是从GaN渐变到非故意掺杂AlGaN雪崩倍增层14的Al组分；
所述的N型掺杂的Al组分渐变的AlGaN层13、非故意掺杂AlGaN雪崩倍增层14以及P型掺杂的AlGaN欧姆接触层15的Al组分高于N型掺杂的GaN欧姆接触层11以及非故意掺杂GaN吸收层12的Al组分；
所述的P型掺杂的AlGaN欧姆接触层15的厚度要大于其本征带隙对应的光的吸收长度；
步骤4：将非故意掺杂GaN吸收层12、N型掺杂的Al组分渐变的AlGaN层13、非故意掺杂AlGaN雪崩倍增层14和P型掺杂的AlGaN欧姆接触层15的周边采用干法刻蚀技术如离子束刻蚀(IBE)、诱导耦合等离子体刻蚀(ICP)、反应离子刻蚀(RIE)等刻蚀掉，形成一个圆形台面，刻蚀深度直到N型掺杂的GaN欧姆接触层11，使N型掺杂的GaN欧姆接触层11露出来；
步骤5：在刻蚀的圆形台的侧面采用等离子体增强-化学气相沉积(PECVD)等技术制作钝化层17，将刻蚀的台面保护起来；所述的钝化层17为SiO2或SiNx介电层；
步骤6：在露出来的N型掺杂的GaN欧姆接触层11上采用电子束蒸发(EB)、离子束溅射等技术制作N型欧姆接触电极16；所述的N型欧姆接触电极16为环形结构；
步骤7：在圆形的P型掺杂的AlGaN欧姆接触层15上采用电子束蒸发等技术制作P型欧姆接触电极18；
为了实现很好的欧姆接触，并且电极具有对紫外光透光或半透光的材料性，电极一般可以是薄的Ni、Au、Pt等具有较高功函数的金属或者ITO等金属氧化物，电极形状可有是圆形、环形或网格状等结构。为了进一步降低比接触电阻，可以采用对P型掺杂的AlGaN欧姆接触层15的表面处理或者对P型欧姆接触电极18的退火等工艺。
步骤8：进行衬底10剪薄、抛光、解理，将前述步骤制作好的单管器件封装在管座上，形成正照射吸收层和倍增层分离的氮化镓基雪崩型探测器；
所述的P型欧姆接触电极18为圆形、环形或网格状结构，并且其材料为对紫外光透光或半透光的材料。
请再参阅图1、图2所示，结合具体实例，本发明一种正照射吸收层和倍增层分离的氮化镓基雪崩型探测器的具体制作过程如下：
如图2本发明提出的一种正照射吸收层和倍增层分离的氮化镓基雪崩型探测器材料结构示意图所示，依次在蓝宝石衬底10上利用MOCVD外延生长设备生长N型掺杂的GaN欧姆接触层11(厚度为3μm，电子浓度5x1018cm-3)、非故意掺杂GaN吸收层12(厚度为0.2μm，电子浓度1x1016cm-3)、N型掺杂的Al组分从0渐变到0.2的AlGaN层13(该层总的厚度为0.1μm)、非故意掺杂Al0.2Ga0.8N雪崩倍增层14(厚度为0.4μm，电子浓度3x1016cm-3)、P型掺杂的Al0.2Ga0.8N欧姆接触层15(厚度为0.2μm，空穴浓度5x1017cm-3)。其中N型掺杂的GaN欧姆接触层11的电子浓度在1018cm-3量级以上以保证形成很好的N型欧姆接触。非故意掺杂GaN吸收层12的厚度可以适当加厚，用来充分的吸收透过上面的窗口AlGaN材料的光，提高探测器的响应度。N型掺杂的Al组分渐变的AlGaN层13除了用来与上面的P型Al0.2Ga0.8N形成PN结限制电场主要在非故意掺杂Al0.2Ga0.8N雪崩倍增层14内以外，Al组分从0逐渐增加到非故意掺杂Al0.2Ga0.8N雪崩倍增层14的Al组分20％，用来保证光生的空穴能够顺利地进入非故意掺杂Al0.2Ga0.8N雪崩倍增层14进行空穴倍增，同时渐变的AlGaN层有利于材料的生长。非故意掺杂Al0.2Ga0.8N雪崩倍增层14是电场集中区，用来保证雪崩倍增增益，该层厚度可以适当的增加，以保证一定的雪崩倍增因子。P型掺杂的Al0.2Ga0.9N欧姆接触层15的空穴浓度在1017cm-3量级以上保证能够与P型欧姆接触电极18之间形成很好的欧姆接触，并且该层的厚度要大于其本征带隙对应的光的吸收长度，以避免能量大于其带隙的光进入非故意掺杂Al0.2Ga0.8N雪崩倍增层14而产生噪音信号。
随后将生长完成的材料上进行ICP干法刻蚀，刻蚀深度直到N型掺杂的GaN欧姆接触层11露出来为止，并且刻蚀后留下的平台为圆形台阶。这样制作成的器件能够有效的避免由于边缘电场集结造成的局部击穿效应。为了保证器件的较小的漏电流和器件内部的均匀性，该圆形台面的直径一般要小于50μm。
为了将刻蚀的平台保护起来并对刻蚀损伤形成的表面态进行钝化防止漏电的形成，在刻蚀后的台面结构上制作一层SiO2或SiNx等介电层的钝化层17。
将P型掺杂的AlGaN欧姆接触层15上面的钝化层17去掉形成窗口，在露出来的P型掺杂的AlGaN欧姆接触层15上制作P型欧姆接触电极18即在低温下电子束蒸发Ni/Au，厚度为5nm/5nm，然后带胶剥离形成圆形的电极。为了形成很好的欧姆接触以及提高Ni/Au电极的透光性，在N2/O2＝5：1气氛下进行5分钟的快速热退火。
采用跟上述相似的工艺制作N型欧姆接触。将N型掺杂的GaN欧姆接触层11上面的钝化层17去掉形成窗口，在露出来的N型掺杂的GaN欧姆接触层11上低温电子束蒸发Ti/Au(厚度为40nm/200nm)，剥离后制作成N型欧姆接触电极16。为了形成很好的欧姆接触并且使电场在器件内均匀分布，该N型欧姆接触电极16为环形结构。
最后在P型欧姆接触电极18和N型欧姆接触电极11上采用离子束溅射的方法同时制作Ti/Au(厚度为50nm/500nm)的加厚电极。
最后进行衬底剪薄到约100μm，解理后将单管器件封装在管座上，形成正照射吸收层和倍增层分离的氮化镓基雪崩型探测器。
Claims (16)
1.一种氮化镓基雪崩型探测器，其特征在于，包括：
一衬底；
一N型掺杂的GaN欧姆接触层，该N型掺杂的GaN欧姆接触层制作在衬底上；
一非故意掺杂GaN吸收层，该非故意掺杂GaN吸收层制作在N型掺杂的GaN欧姆接触层上，该非故意掺杂GaN吸收层的面积小于N型掺杂的GaN欧姆接触层的面积；
一N型掺杂的Al组分渐变的AlGaN层，该N型Al组分渐变的AlGaN层制作在非故意掺杂的GaN吸收层上；
一非故意掺杂AlGaN雪崩倍增层，非故意掺杂AlGaN雪崩倍增层制作在N型掺杂的Al组分渐变的AlGaN层上；
一P型掺杂的AlGaN欧姆接触层，该P型掺杂的AlGaN欧姆接触层制作在非故意掺杂AlGaN雪崩倍增层上；
一钝化层，该钝化层制作在非故意掺杂GaN吸收层、N型掺杂的Al组分渐变的AlGaN层、非故意掺杂AlGaN雪崩倍增层以及P型掺杂的AlGaN欧姆接触层的侧面；
一N型欧姆接触电极，该N型欧姆接触电极制作在钝化层的外侧且位于N型掺杂的GaN欧姆接触层上；
一P型欧姆接触电极，该P型欧姆接触电极制作在P型掺杂的AlGaN欧姆接触层上；
利用AlGaN材料作为窗口层，使非故意掺杂的GaN吸收层和非故意掺杂AlGaN雪崩倍增层分离，使能量大于GaN的本征带隙而小于AlGaN的带隙的光能够穿过AlGaN窗口被下面的GaN吸收层所吸收，产生的光生电子被扫入N型欧姆接触电极，非故意掺杂AlGaN雪崩倍增层是AlGaN高电场区，而光生空穴在进入AlGaN高电场区时发生雪崩电离，形成一股非常大的雪崩空穴电流，从而提高了探测器的灵敏度；另外，为了降低非故意掺 杂GaN吸收层和非故意掺杂AlGaN雪崩倍增层之间的异质结界面对光生空穴的阻挡作用，在非故意掺杂GaN吸收层和非故意掺杂AlGaN雪崩倍增层之间设计了N型掺杂的Al组分渐变的AlGaN层；同时Al组分渐变的AlGaN层也给材料生长带来方便。
2.根据权利要求1所述的氮化镓基雪崩型探测器，其特征在于，其中该衬底为蓝宝石、氮化镓、硅、碳化硅或砷化镓材料。
3.根据权利要求1所述的氮化镓基雪崩型探测器，其特征在于，其中所述的N型掺杂的Al组分渐变的AlGaN层的Al组分是从GaN渐变到非故意掺杂AlGaN雪崩倍增层的Al组分。
4.根据权利要求1所述的氮化镓基雪崩型探测器，其特征在于，其中所述的N型掺杂的Al组分渐变的AlGaN层、非故意掺杂AlGaN雪崩倍增层以及P型掺杂的AlGaN欧姆接触层的Al组分高于N型掺杂的GaN欧姆接触层及非故意掺杂GaN吸收层的Al组分。
5.根据权利要求1所述的氮化镓基雪崩型探测器，其特征在于，其中所述的P型掺杂的AlGaN欧姆接触层的厚度大于其本征带隙对应的光的吸收长度。
6.根据权利要求1所述的氮化镓基雪崩型探测器，其特征在于，其中所述的N型欧姆接触电极为环形结构。
7.根据权利要求1所述的氮化镓基雪崩型探测器，其特征在于，其中所述的钝化层为SiO2或SiNx介电层。
8.根据权利要求1所述的氮化镓基雪崩型探测器，其特征在于，其中所述的P型欧姆接触电极为圆形、环形或网格状结构，并且其材料为对紫外光透光或半透光的材料。
9.一种氮化镓基雪崩型探测器的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：在衬底上利用外延生长设备生长出N型掺杂的GaN欧姆接触层；
步骤2：在N型掺杂的GaN欧姆接触层上生长非故意掺杂GaN吸收层；
步骤3：在非故意掺杂GaN吸收层上依次生长N型掺杂的Al组分渐变的AlGaN层、非故意掺杂AlGaN雪崩倍增层和P型掺杂的AlGaN欧姆接触 层；
步骤4：将非故意掺杂GaN吸收层12、N型掺杂的Al组分渐变的AlGaN层、非故意掺杂AlGaN雪崩倍增层和P型掺杂的AlGaN欧姆接触层的周边刻蚀，形成一个圆形台面，刻蚀深度直到N型掺杂的GaN欧姆接触层，使N型掺杂的GaN欧姆接触层露出来；
步骤5：在刻蚀的圆形台的侧面制作钝化层，将刻蚀的台面保护起来；
步骤6：在露出来的N型掺杂的GaN欧姆接触层上制作N型欧姆接触电极；
步骤7：在圆形的P型掺杂的AlGaN欧姆接触层上制作P型欧姆接触电极；
步骤8：进行衬底剪薄、抛光、解理，将前述步骤制作好的单管器件封装在管座上，形成正照射吸收层和倍增层分离的氮化镓基雪崩型探测器；
利用AlGaN材料作为窗口层，使非故意掺杂的GaN吸收层和非故意掺杂AlGaN雪崩倍增层分离，使能量大于GaN的本征带隙而小于AlGaN的带隙的光能够穿过AlGaN窗口被下面的GaN吸收层所吸收，产生的光生电子被扫入N型欧姆接触电极，非故意掺杂AlGaN雪崩倍增层是AlGaN高电场区，而光生空穴在进入AlGaN高电场区时发生雪崩电离，形成一股非常大的雪崩空穴电流，从而提高了探测器的灵敏度；另外，为了降低非故意掺杂GaN吸收层和非故意掺杂AlGaN雪崩倍增层之间的异质结界面对光生空穴的阻挡作用，在非故意掺杂GaN吸收层和非故意掺杂AlGaN雪崩倍增层之间设计了N型掺杂的Al组分渐变的AlGaN层；同时Al组分渐变的AlGaN层也给材料生长带来方便。
10.根据权利要求9所述的氮化镓基雪崩型探测器的制作方法，其特征在于，其中衬底的材料为蓝宝石、氮化镓、硅、碳化硅或砷化镓材料。
11.根据权利要求9所述的氮化镓基雪崩型探测器的制作方法，其特征在于，其中所述的N型掺杂的Al组分渐变的AlGaN层的Al组分是从GaN渐变到非故意掺杂AlGaN雪崩倍增层的Al组分。
12.根据权利要求9所述的氮化镓基雪崩型探测器的制作方法，其特征在于，其中所述的N型掺杂的Al组分渐变的AlGaN层、非故意掺杂AlGaN 雪崩倍增层以及P型掺杂的AlGaN欧姆接触层的Al组分高于N型掺杂的GaN欧姆接触层以及非故意掺杂GaN吸收层的Al组分。
13.根据权利要求9所述的氮化镓基雪崩型探测器的制作方法，其特征在于，其中所述的P型掺杂的AlGaN欧姆接触层的厚度要大于其本征带隙对应的光的吸收长度。
14.根据权利要求9所述的氮化镓基雪崩型探测器的制作方法，其特征在于，其中所述的N型欧姆接触电极为环形结构。
15.根据权利要求9所述的氮化镓基雪崩型探测器的制作方法，其特征在于，其中所述的钝化层为SiO2或SiNx介电层。
16.根据权利要求9所述的氮化镓基雪崩型探测器的制作方法，其特征在于，其中所述的P型欧姆接触电极为圆形、环形或网格状结构，并且其材料为对紫外光透光或半透光的材料。
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