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一種變摻雜變組分的AlGaNGaN中子探測(cè)器的制作方法

文檔序號(hào):12066094閱讀:來源:國知局

技術(shù)特征:

1.一種變摻雜變組分AlGaN/GaN中子探測(cè)器,其特征在于:該探測(cè)器為PIN結(jié)構(gòu),以自支撐n型GaN作為襯底,在襯底上利用金屬有機(jī)物化學(xué)氣相沉積技術(shù)順序生長(zhǎng)變摻雜變組分n型AlGaN N層、未摻雜GaN I層、p型GaN P層;利用電子束蒸發(fā)設(shè)備在p型GaN層和n型襯底層分別沉積多層金屬并退火處理分別形成p型和n型歐姆接觸電極,而后利用光刻及磁控濺射技術(shù)在p型電極上濺射10BC4形成中子轉(zhuǎn)換層。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變摻雜變組分AlGaN/GaN中子探測(cè)器,其制備步驟如下:

1)選取自支撐n型GaN材料做襯底,要求其位錯(cuò)密度低于106cm-2,并且均勻性好,晶向?yàn)镚a面(1-110),雙面拋光,n型摻雜濃度為5~10×1018cm-3,厚度為150~200μm;

2)在步驟1)中獲得的n型GaN襯底上,外延生長(zhǎng)Si摻雜n型變摻雜變組分AlGaN/GaN PIN結(jié)構(gòu)中的N層,N層厚度為4~8μm,從襯底往外生長(zhǎng)時(shí),n型摻雜濃度由1~10×1018cm-3按指數(shù)遞減至5~10×1016cm-3,Al組分由0.2~0.3線性遞減至0;

3)在步驟2)中獲得的N層上繼續(xù)外延生長(zhǎng)厚度為1~3μm的未摻雜的GaN作為PIN結(jié)構(gòu)中的I層;

4)在步驟3)中獲得的I層上繼續(xù)外延生長(zhǎng)Mg摻雜厚度為100~500nm的GaN作為PIN結(jié)構(gòu)中的P層,其摻雜濃度為1~5×1019cm-3。

3.根據(jù)權(quán)利要求1變摻雜變組分AlGaN/GaN中子探測(cè)器,其特征在于:所述的p型歐姆接觸電極,在步驟4)中獲得的p型GaN層上,沉積Ni/Au作為歐姆接觸金屬,其中Ni的厚度為10~20nm,Au的厚度為50~100nm,而后進(jìn)行歐姆接觸電極退火處理,退火溫度為450~550℃,退火時(shí)間為600~900s。

4.根據(jù)權(quán)利要求1變摻雜變組分AlGaN/GaN中子探測(cè)器,其特征在于:所述的n型歐姆接觸電極,在n型襯底上,沉積Ti/Al/Ni/Au作為歐姆接觸金屬,其中Ti的厚度為10~20nm,Al的厚度為30~50nm,Ni的厚度為20~40nm,Au的厚度為50~100nm,而后進(jìn)行歐姆接觸電極退火處理,退火溫度為550~650℃,退火時(shí)間為400~600s。

5.根據(jù)權(quán)利要求1變摻雜變組分AlGaN/GaN中子探測(cè)器,其特征在于:所述的中子轉(zhuǎn)換層,中子轉(zhuǎn)換材料為10B4C或6LiF,厚度為4~6μm;沉積轉(zhuǎn)換層時(shí)腔體的本底真空為1~5×10-5 Pa , 工作壓力為1~3Pa,氬氣流量為5~20sccm,射頻源為100~300W,濺射時(shí)間為2000~3000s,反濺偏壓為50~150V。

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