基于非晶Ga.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114725234A(43)申请公布日2022.07.08(21)申请号202210291433.1(22)申请日2022.03.23(71)申请人电子科技大学地址611731四川省成都市高新区（西区）西源大道2006号(72)发明人李严波范泽宇(74)专利代理机构电子科技大学专利中心51203专利代理师甘茂(51)Int.Cl.H01L31/09(2006.01)H01L31/0224(2006.01)H01L31/032(2006.01)H01L31/0376(2006.01)H01L31/20(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图4页(54)发明名称基于非晶Ga2O3薄膜的日盲紫外探测器及其制备方法(57)摘要本发明属于深紫外探测领域，涉及日盲紫外探测器，具体提供一种基于非晶Ga2O3薄膜的日盲紫外探测器及其制备方法。本发明采用叉指电极设置于衬底上、非晶Ga2O3薄膜层直接覆盖衬底与电极上的新型结构，相比于非晶Ga2O3薄膜层设置于衬底上、叉指电极设置于非晶Ga2O3薄膜层上的现有结构，本发明能够消除器件后制作过程中a‑Ga2O3薄膜污染的可能性，改善了材料的界面态，最大程度降低了界面处产生缺陷从而影响器件性能；并且维持了较好的表面形貌，避免光刻胶对材料光学性能产生不利影响；同时，反式结构有利于电荷的短距离传输，避免电荷在传输过程中造成的损耗，提升了器件的响应时间。综上，本发明的提供了一种兼具高响应度与快速响应时间的非晶Ga2O3日盲紫外探测器。CN114725234ACN114725234A权利要求书1/1页1.一种基于非晶Ga2O3薄膜的日盲紫外探测器，其特征在于，所述日盲紫外探测器由衬底、叉指电极与非晶Ga2O3薄膜层构成，所述叉指电极设置于衬底上表面，所述衬底与叉指电极被非晶Ga2O3薄膜层完全覆盖。2.按权利要求1所述基于非晶Ga2O3薄膜的日盲紫外探测器，其特征在于，所述非晶Ga2O3薄膜层的厚度为50～150nm。3.按权利要求1所述基于非晶Ga2O3薄膜的日盲紫外探测器，其特征在于，所述衬底采用石英、Si或蓝宝石(Al2O3)。4.按权利要求1所述基于非晶Ga2O3薄膜的日盲紫外探测器的制备方法，包括以下步骤：步骤1.衬底预处理：对衬底进行切割、清洗；步骤2.叉指电极制备：采用负胶光刻法制备叉指电极图案，再采用双源电子束物理气相沉积法制备金电极于衬底上表面；步骤3.非晶Ga2O3薄膜制备：采用等离子体增强原子层沉积(PE‑ALD)法沉积非晶Ga2O3薄膜于衬底与叉指电极上表面；具体为：将样品放入原子层沉积设备中，设置反应的基底温度为200～250度、载气为高纯氮气，并温度保持在室温；采用TEG作为镓源、O2作为氧源送入反应腔：TEG前驱体注入0.5s～1s、N2吹扫5s～10s，O2等离子体注入10s～15s、N2吹扫5s～10s，重复1500～2500个循环，得到非晶Ga2O3薄膜。2CN114725234A说明书1/4页基于非晶Ga2O3薄膜的日盲紫外探测器及其制备方法技术领域[0001]本发明属于深紫外探测领域，涉及日盲紫外探测器，具体提供一种基于非晶Ga2O3薄膜的日盲紫外探测器及其制备方法。背景技术[0002]在过去的几年里，大多数Ga2O3日盲光电探测器都是基于β‑Ga2O3单斜晶片，通过分子束外延(MBE)、化学气相沉积(CVD)或脉冲激光沉积(PLD)工艺在蓝宝石衬底上外延生长；日盲光检测特性主要取决于β‑Ga2O3薄膜的结晶质量，其结晶质量受衬底热点阵匹配、生长温度、沉积速率和退火条件的影响。在基于β‑Ga2O3薄膜的光电探测器中，可以通过在β‑Ga2O3薄膜中引入氧空位来实现高响应率；然而，氧空位的存在也导致了高达几秒钟的响应时间；此外，β‑Ga2O3单斜相的形成需要较高的加工温度(>650℃)，导致热收支急剧增加，限制了衬底的选择。相比之下，非晶Ga2O3薄膜可以通过相对简单的物理和化学气相沉积方法(如射频溅射和原子层沉积(ALD)在几乎任何衬底上在低生长温度下沉积；基于此，本发明提供一种基于非晶Ga2O3薄膜的日盲紫外探测器。发明内容[0003]本发明的目的在于针对基于β‑Ga2O3单斜晶片的光电探测器存在的诸多问题，提供一种基于非晶Ga2O3薄膜的日盲紫外探测器及其制备方法；本发明采用新型结构，基于等离子体增强原子层沉积(PE‑ALD)法将非晶a‑Ga2O3薄膜直接沉积于带叉指电极的衬底上，形成高响应性和快速响应时间的日盲紫外探测器。[0004]为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：[0005]一种基于非晶Ga2O3薄膜的日盲紫外探测器，其特征在于，所述日盲紫外探测器由衬底、叉指电极与非晶Ga2O3薄膜层构