一种单晶氧化镓基日盲紫外光电探测器及其制备方法与应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113451435A(43)申请公布日2021.09.28(21)申请号202110738948.7(22)申请日2021.06.30(71)申请人南方科技大学地址518055广东省深圳市南山区西丽学苑大道1088号(72)发明人陈朗叶茂王琪祚张立冬李晓文徐泽东(74)专利代理机构北京品源专利代理有限公司11332代理人潘登(51)Int.Cl.H01L31/101(2006.01)H01L31/18(2006.01)权利要求书3页说明书9页(54)发明名称一种单晶氧化镓基日盲紫外光电探测器及其制备方法与应用(57)摘要本发明提供了一种单晶氧化镓基日盲紫外光电探测器及其制备方法与应用，所述制备方法包括以下步骤：(1)采用脉冲激光沉积法在衬底的表面制备单晶氧化镓薄膜，得到薄膜样品；(2)将步骤(1)所得薄膜样品进行退火处理；(3)在步骤(2)所得薄膜样品的薄膜一侧表面制备叉指电极，得到单晶氧化镓基日盲紫外光电探测器。所述光电探测器包括依次设置的衬底、单晶氧化镓薄膜和叉指电极。本发明提供的方法降低了制备难度与生产成本的同时实现了氧化镓晶相与形貌可控，提升了光电检测器的灵敏度和响应速度。CN113451435ACN113451435A权利要求书1/3页1.一种单晶氧化镓基日盲紫外光电探测器的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：(1)采用脉冲激光沉积法在衬底的表面制备单晶氧化镓薄膜，得到薄膜样品；(2)将步骤(1)所得薄膜样品进行退火处理；(3)在步骤(2)所得薄膜样品的薄膜一侧表面制备叉指电极，得到单晶氧化镓基日盲紫外光电探测器。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述脉冲激光沉积法在脉冲激光沉积系统中进行，具体操作包括以下步骤：(a)将衬底清洗、干燥后粘贴于加热托上；(b)将加热托置于加热台上，烘干衬底背面的粘胶；(c)将加热托置于腔室内，抽真空后进行薄膜沉积。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(a)所述衬底包括蓝宝石；优选地，步骤(a)所述清洗采用的清洗液包括丙酮；优选地，步骤(a)所述干燥的方式包括高纯氮气吹干；优选地，步骤(a)所述粘贴采用的粘胶包括银胶；优选地，步骤(b)所述烘干的温度为100‑200℃；优选地，步骤(b)所述烘干的时间为10‑30min。4.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于，步骤(c)所述抽真空的绝对真空度≤1×10‑4Pa；优选地，步骤(c)所述薄膜沉积的衬底温度为550‑750℃；优选地，步骤(c)所述薄膜沉积的氧气分压为0.13‑13Pa；优选地，步骤(c)所述薄膜沉积的激光能量为160‑200mJ；优选地，步骤(c)所述薄膜沉积采用的靶材为氧化镓陶瓷靶；优选地，步骤(c)所述薄膜沉积的靶间距为40‑60mm；优选地，步骤(c)所述薄膜沉积的沉积次数为8000‑12000次。5.根据权利要求1‑4任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述退火处理在管式炉中进行；优选地，步骤(2)所述退火处理的温度为750‑900℃；优选地，步骤(2)所述退火处理的升温速率为8‑12℃/min；优选地，步骤(2)所述退火处理的时间为40‑80min。6.根据权利要求1‑5任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述叉指电极的制备过程包括依次进行的清洗、干燥、甩胶、前烘、曝光、后烘、显影、定影、沉积电极和剥离；优选地，步骤(3)所述叉指电极包括铂电极；优选地，步骤(3)所述叉指电极的厚度为80‑120nm。7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述清洗采用的清洗液包括丙酮；优选地，所述干燥的方式包括高纯氮气吹干；优选地，所述甩胶为将薄膜样品置于匀胶机上，在薄膜样品的薄膜一侧表面滴加负胶并启动旋转操作；优选地，所述旋转操作的转速为3000‑5000rpm；2CN113451435A权利要求书2/3页优选地，所述旋转操作的时间为40‑80s；优选地，所述前烘在加热台上进行；优选地，所述前烘的温度为80‑100℃；优选地，所述前烘的时间为40‑80s；优选地，所述曝光在光刻板下进行；优选地，所述曝光的时间为6‑8s；优选地，所述后烘在加热台上进行；优选地，所述后烘的温度为90‑100℃；优选地，所述后烘的时间为100‑140s；优选地，所述显影采用的显影液包括AR300‑26显影液；优选地，所述显影的时间为20‑40s；优选地，所述定影采用的定影液包括去离子水；优选地，所述定影的时间为20‑40s；优选地，所述沉积电极在磁控溅射系统中进行；优选地，所述剥离为将薄膜样品置于丙酮中浸泡，去除多余残胶后吹干。8.根据权利要求1‑7任一项所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包