一种半导体紫外探测器芯片的外延结构及其制备方法、半导体紫外探测器芯片与流程

技术特征：
1.一种半导体紫外探测器芯片的外延结构，其特征在于，包括由下到上依次层叠设置的衬底、半导体缓冲层、交替生长的超晶格层、第一n型半导体层、第二n型半导体层、紫外光吸收层、应变超晶格层和第二p型接触层；所述应变超晶格层包括由下到上依次交替生长的p型传输层和第一p型接触层；所述p型传输层的材料为al
x7
in
y7
ga
1-x7-y7
n；所述第一p型接触层的材料为al
x9
in
y9
ga
1-x9-y9
n；x7-x9≥0.2。2.如权利要求1所述的外延结构，其特征在于，所述p型传输层和第一p型接触层的厚度独立的为0.5~5nm。3.如权利要求2所述的外延结构，其特征在于，所述应变超晶格层的交替生长的周期数为2~50。4.如权利要求1所述的外延结构，其特征在于，所述半导体缓冲层的材料为al
x1
in
y1
ga
1-x1-y1
n，其中，0.5≤x1≤1，0≤y1≤1；所述半导体缓冲层的厚度为200~5000nm。5.如权利要求1所述的外延结构，其特征在于，所述交替生长的超晶格层包括由下到上交替生长的第一超晶格层和第二超晶格层；所述第一超晶格层和第二超晶格层的材料不同；所述第一超晶格层的材料为al
x2
in
y2
ga
1-x2-y2
n，其中，0.5≤x2≤1,0≤y2≤0.1；所述第二超晶格层的材料为al
x3
in
y3
ga
1-x3-y3
n，其中，0.5≤x3≤1,0≤y3≤0.1；且x2≠x3。6.如权利要求5所述的外延结构，其特征在于，所述交替生长的超晶格层的交替生长的周期数为2~200；所述第一超晶格层的厚度为1~5nm；所述第二超晶格层的厚度为1~5nm。7.如权利要求1所述的外延结构，其特征在于，所述第一n型半导体层的材料为al
x4
in
y4
ga
1-x4-y4
n，其中，0.5≤x4≤1，0≤y4≤0.1；所述第一n型半导体层的厚度为100～2000nm；所述第一n型半导体层的n型掺杂浓度为1
×
10
17
cm-3
~1
×
10
19
cm-3
。8.如权利要求1所述的外延结构，其特征在于，所述第二n型半导体层的材料为al
x5
in
y5
ga
1-x5-y5
n，其中，0≤x5≤1，0≤y5≤1；所述第二n型半导体层的厚度为100~1000nm；所述第二n型半导体层的n型掺杂浓度为1
×
10
18
cm-3
~1
×
10
20
cm-3
。9.如权利要求8所述的外延结构，其特征在于，所述紫外吸收层的材料为al
x6
in
y6
ga
1-x6-y6
n，其中，0.35≤x6≤0.45、0≤y6≤0.05；所述al
x6
in
y6
ga
1-x6-y6
n中mg的掺杂量<1
×
10
17
cm-3
；所述x5-x6≥0.05。10.如权利要求1所述的外延结构，其特征在于，所述第二p型接触层的材料为al
x8
in
y8
ga
1-x8-y8
n，其中，0≤x8≤0.1，0≤y8≤0.1；所述第二p型接触层的厚度为5~1000nm；所述第二p型接触层的p型掺杂浓度为1
×
10
18
cm-3
~1
×
10
20
cm-3
。
11.权利要求1~10任一项所述的外延结构的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：在衬底的上表面依次生长半导体缓冲层、交替生长的超晶格层、第一n型半导体层、第二n型半导体层、紫外光吸收层、应变超晶格层和p型接触层，得到所述外延结构。12.一种半导体紫外探测器芯片，其特征在于，所述半导体紫外探测器芯片由权利要求1~10任一项所述的外延结构或权利要求11所述的制备方法制备得到的外延结构制备得到。13.如权利要求12所述的半导体紫外探测器芯片，其特征在于，所述半导体紫外探测器芯片为倒装芯片结构，包括基座和倒置的半导体紫外探测器芯片结构；所述半导体紫外探测器芯片结构为在所述外延结构上制备n电极和p电极得到。14.如权利要求13所述的半导体紫外探测器芯片，其特征在于，所述半导体紫外探测器芯片结构的制备过程包括以下步骤：沿所述外延结构的p型接触层的边缘和中心位置刻蚀至第二n型半导体层，分别得到边缘n电极区域和中心n电极区域；所述边缘为所述p型接触层的四周，所述中心位置为由所述p型接触层的一边开始并沿与所述边的垂直方向呈叉指型分布；在所述边缘n电极区域和中心n电极区域分别沉积边缘n电极和中心n电极；在所述p型接触层的表面沉积p电极，得到所述半导体紫外探测器芯片结构；所述边缘n电极和中心n电极均不与p电极接触。15.如权利要求14所述的半导体紫外探测器芯片，其特征在于，所述衬底的下表面设置有sio2层；所述sio2层的厚度为5~500nm。

技术总结
本发明涉及紫外探测器技术领域，尤其涉及一种半导体紫外探测器芯片的外延结构及其制备方法、半导体紫外探测器芯片。本发明通过交替生长的超晶格层的设置实现了对半导体缓冲层的位错线的有效阻挡，极大的降低了整个缓冲层的位错密度，解决了由于位错密度偏大导致器件暗电流大的问题；在P型传输层和P型接触层之间引入应变超晶格层，此层的引入能够使结构产生应变，能带发生弯曲，电子空穴隧穿迁移效果明显提升，提高了量子效率，提高了紫外响应度；应变超晶格层的引入能够有效阻止底层材料位错线的延伸，如此能够极大的降低器件的暗电流，从而提升紫外日盲探测器的性能。从而提升紫外日盲探测器的性能。从而提升紫外日盲探测器的性能。


技术研发人员：黄小辉 倪逸舟
受保护的技术使用者：至芯半导体（杭州）有限公司
技术研发日：2021.12.22
技术公布日：2022/1/21