RU2536110C1 - СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ФОТОПРИЕМНИКОВ НА ОСНОВЕ ЭПИТАКСИАЛЬНЫХ p-i-n СТРУКТУР GaN/ AlGaN - Google Patents
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ФОТОПРИЕМНИКОВ НА ОСНОВЕ ЭПИТАКСИАЛЬНЫХ p-i-n СТРУКТУР GaN/ AlGaN Download PDFInfo
- Publication number
- RU2536110C1 RU2536110C1 RU2013131332/28A RU2013131332A RU2536110C1 RU 2536110 C1 RU2536110 C1 RU 2536110C1 RU 2013131332/28 A RU2013131332/28 A RU 2013131332/28A RU 2013131332 A RU2013131332 A RU 2013131332A RU 2536110 C1 RU2536110 C1 RU 2536110C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- structures
- algan
- mesa
- producing
- epitaxial gan
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Light Receiving Elements (AREA)
Abstract
Изобретение относится к технологии фотодиодов на основе эпитаксиальных p-i-n структур GaN/AlGaN, преобразующих излучение ультрафиолетовой области спектра. Согласно изобретению предложен способ изготовления многоэлементного фотоприемника на основе эпитаксиальных p-i-n структур GaN/AlxGa1-xN. Изготовление осуществляют по меза-технологии ионным травлением до слоя n+ -AlGaN, затем поверхность меза p-i-n диодов подвергается тепловой обработке при температуре 450-550°C продолжительностью 90-200 сек для «залечивания» радиационных и стехиометрических дефектов, образовавшихся на периметре p-i-n диодов под действием ионного пучка или иных нарушений поверхности, возникших на технологических операциях изготовления меза-структуры. Изобретение обеспечивает уменьшение темновых токов многоэлементного фотоприемника. 2 ил.
Description
Изобретение относится к технологии фотодиодов на основе эпитаксиальных p-i-n структур GaN/AlGaN, преобразующих излучение ультрафиолетовой области спектра.
Матрицы фотодиодов на основе эпитаксиальных p-i-n структур GaN/AlGaN изготавливают по полупроводниковой технологии, включающей фотолитографию с использованием специально разработанных масок, ионного травления для выделения меза n-i-p переходов, пассивации поверхности и металлизации, обеспечивающей омические контакты к слоям n и p. Применение ионного травления при формировании меза структуры обусловлено химической устойчивостью соединений GaN и AlxGa1-xN к жидкостному химическому травлению.
Известен способ изготовления многоэлементного фотоприемника на основе AlxGa1-xN [Solar-blind AlGaN 256×256 p-i-n detectors and focal plane arrays. M.B. Reine, A. Hairston, P. Lamarre, K.K. Wong, S.P. Tobin, A.K. Sood and C. Cooke. SPIE Vol.6119 611901-3], по меза-технологии. Матрицы фотодиодов 256×256 элементов с размером пикселя 25×25-мкм2 и шагом между фотодиодами 30 мкм формируют ионным травлением эпитаксиальной структуры GaN/AlxGa1-xN с p-i-n переходом до слоя n+ -AlGaN (Фиг.1).
Однако известно, что при бомбардировке обрабатываемой поверхности ионами с энергией, значительно превышающей порог распыления (5-15 эВ), возможно образование радиационных и стехиометрических дефектов, изменение ее морфологии и шероховатости. Последствия ионной бомбардировки в процессе травления меза-структуры катастрофически отражаются на поверхности нелегированной i-области, разделяющей p и n слои. Образование выше перечисленных дефектов создает шунтирующие периметр i-области каналы проводимости, сопротивление которых на порядки меньше дифференциального сопротивления объемной части p-i-n диода, что приводит к увеличению темновых токов отдельных фотодиодов и соответственному ухудшению пороговой чувствительности фотоприемной матрицы.
В ближайшем аналоге предлагаемого изобретения [Low-damage wet chemical etching for GaN-based visible-blend p-i-n detector. CHEN Jie, XU Jintong, WANG Ling and other. SPIE Vol.6621 62211D-1] для уменьшения темновых токов фотодиодов, изготовленных ионным травлением, используется жидкостная обработка поверхности в растворе 20% щелочи КОН. Такая обработка поверхности p-i-n фотодиодов позволила авторам уменьшить токи утечки на порядок.
Задачей настоящего изобретения является уменьшение темновых токов многоэлементного фотоприемника на основе эпитаксиальных структур GaN/AlxGa1-xN с p-i-n переходом, изготовленного по меза-технологии ионным травлением до слоя n+ -AlGaN.
Технический результат предлагаемого изобретения достигается тем, что в способе изготовления многоэлементного фотоприемника на основе эпитаксиальных p-i-n структур GaN/AlxGa1-xN, изготовленного по меза-технологии ионным травлением до слоя n+ -AlGaN поверхность меза p-i-n диодов подвергается тепловой обработке при температуре 450-550°C продолжительностью 90-200 сек для «залечивания» радиационных и стехиометрических дефектов, образовавшихся на периметре p-i-n диодов под действием ионного пучка или иных неопределенных нарушений поверхности, возникших на технологических операциях изготовления меза-структуры, приводящих к шунтированию периметра i-области.
Далее выполняют стандартные процессы: наносят пленку нитрида кремния, вскрывают окна в нитриде кремния, изготавливают контакты к n и p областям.
На фиг.2 представлены типичные вольтамперные характеристики тестовых фотодиодов на основе эпитаксиальных p-i-n структур p-GaN/p-i Al0.45Ga0.55N n+ -Al0.61Ga0.39N, изготовленных по меза-технологии ионным травлением до слоя n+ -AlGaN в нормальных условиях (комнатная температура, дневное освещение). Размер фоточувствительной области 40×40 мкм2.
Из фиг.1 видно, что после травления в КОН поверхности меза- структуры, изготовленной ионным травлением, измеренные при напряжении смещения -0.1 В значения темновых токов тестовых диодов уменьшаются на порядок. Тогда как после термообработки уменьшение темнового тока более чем на два порядка наблюдается в широком диапазоне напряжений.
Claims (1)
- Способ изготовления многоэлементных фотоприемников на основе эпитаксиальных p-i-n структур GaN/AlGaN, состоящий в том, что единичные p-i-n фотодиоды в матрицах фотодиодов формируют ионным травлением эпитаксиальных структур с p-i-n переходом до слоя n+ -AlGaN, отличающийся тем, что восстановление поверхности, нарушенной ионной бомбардировкой, осуществляется термическим отжигом при температуре 550÷600°C и остаточном давлении 10-1÷10-2 Па.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013131332/28A RU2536110C1 (ru) | 2013-07-08 | 2013-07-08 | СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ФОТОПРИЕМНИКОВ НА ОСНОВЕ ЭПИТАКСИАЛЬНЫХ p-i-n СТРУКТУР GaN/ AlGaN |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013131332/28A RU2536110C1 (ru) | 2013-07-08 | 2013-07-08 | СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ФОТОПРИЕМНИКОВ НА ОСНОВЕ ЭПИТАКСИАЛЬНЫХ p-i-n СТРУКТУР GaN/ AlGaN |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2536110C1 true RU2536110C1 (ru) | 2014-12-20 |
Family
ID=53286251
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013131332/28A RU2536110C1 (ru) | 2013-07-08 | 2013-07-08 | СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ФОТОПРИЕМНИКОВ НА ОСНОВЕ ЭПИТАКСИАЛЬНЫХ p-i-n СТРУКТУР GaN/ AlGaN |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2536110C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2622491C1 (ru) * | 2016-08-11 | 2017-06-15 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по космической деятельности "РОСКОСМОС" (Госкорпорация "РОСКОСМОС") | Способ изготовления ограничительного модуля на встречно-включенных p-i-n структурах |
RU2689973C1 (ru) * | 2018-09-26 | 2019-05-29 | Акционерное общество "НПО "Орион" | Способ изготовления многоэлементных матриц фотоприемников |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6137123A (en) * | 1999-08-17 | 2000-10-24 | Honeywell International Inc. | High gain GaN/AlGaN heterojunction phototransistor |
US6265727B1 (en) * | 1999-06-09 | 2001-07-24 | Cree Lighting Company | Solar blind photodiode having an active region with a larger bandgap than one or both if its surrounding doped regions |
RU2426197C1 (ru) * | 2010-03-04 | 2011-08-10 | Самсунг Лед Ко., Лтд. | Нитридное полупроводниковое устройство |
-
2013
- 2013-07-08 RU RU2013131332/28A patent/RU2536110C1/ru active IP Right Revival
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6265727B1 (en) * | 1999-06-09 | 2001-07-24 | Cree Lighting Company | Solar blind photodiode having an active region with a larger bandgap than one or both if its surrounding doped regions |
US6137123A (en) * | 1999-08-17 | 2000-10-24 | Honeywell International Inc. | High gain GaN/AlGaN heterojunction phototransistor |
RU2426197C1 (ru) * | 2010-03-04 | 2011-08-10 | Самсунг Лед Ко., Лтд. | Нитридное полупроводниковое устройство |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2622491C1 (ru) * | 2016-08-11 | 2017-06-15 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по космической деятельности "РОСКОСМОС" (Госкорпорация "РОСКОСМОС") | Способ изготовления ограничительного модуля на встречно-включенных p-i-n структурах |
RU2689973C1 (ru) * | 2018-09-26 | 2019-05-29 | Акционерное общество "НПО "Орион" | Способ изготовления многоэлементных матриц фотоприемников |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN106409967B (zh) | p‑i‑n—‑n型GaN单光子雪崩探测器 | |
Shen et al. | Performance of deep ultraviolet GaN avalanche photodiodes grown by MOCVD | |
JP6080092B2 (ja) | 受光素子、半導体エピタキシャルウエハ、検出装置および受光素子の製造方法 | |
US7180066B2 (en) | Infrared detector composed of group III-V nitrides | |
CN109119508B (zh) | 一种背入射日盲紫外探测器及其制备方法 | |
JP2007123721A (ja) | 光電変換装置の製造方法および光電変換装置 | |
CN106653932B (zh) | 一种SiC雪崩光电二极管及其制备方法 | |
KR101826951B1 (ko) | 광 검출 소자 | |
US10734537B2 (en) | High performance, high electron mobility transistors with graphene hole extraction contacts | |
US8350290B2 (en) | Light-receiving device and manufacturing method for a light-receiving device | |
Sciuto et al. | Visible Blind 4H-SiC P $^{+} $-N UV Photodiode Obtained by Al Implantation | |
Suvarna et al. | Design and growth of visible-blind and solar-blind III-N APDs on sapphire substrates | |
RU2536110C1 (ru) | СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ФОТОПРИЕМНИКОВ НА ОСНОВЕ ЭПИТАКСИАЛЬНЫХ p-i-n СТРУКТУР GaN/ AlGaN | |
Di Benedetto et al. | A 4H-SiC UV phototransistor with excellent optical gain based on controlled potential barrier | |
CN110071194B (zh) | 一种宽光谱响应的InGaAs单光子雪崩光电二极管及其制造方法 | |
JP5688646B2 (ja) | 有機−無機ハイブリッド接合型光電変換素子 | |
CN109166935B (zh) | 一种Al组分过渡型日盲紫外探测器及其制备方法 | |
WO2019108822A1 (en) | Gallium nitride photodetector with substantially transparent electrodes | |
JP5779005B2 (ja) | 紫外線受光素子及びそれらの製造方法 | |
KR20170010578A (ko) | 광 검출 소자 | |
KR20170086418A (ko) | 자외선 검출소자 | |
Malinowski et al. | Backside-illuminated GaN-on-Si Schottky photodiodes for UV radiation detection | |
US20150279895A1 (en) | Image sensor | |
Conley et al. | Extended Infrared Absorption to 2.2 μm with Ge1-xSnx Photodetectors Grown on Silicon | |
Brazzini et al. | Impact of AlN spacer on metal–semiconductor–metal Pt–InAlGaN/GaN heterostructures for ultraviolet detection |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150709 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20170816 |