含氮化镓/氧化镓纳米柱阵列的自供电探测器及制备方法.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CN112382691A(43)申请公布日2021.02.19(21)申请号202011107111.4H01L31/18(2006.01)(22)申请日2020.10.16(71)申请人华南师范大学地址510000广东省广州市华南师范大学半导体科学技术研究院(72)发明人尹以安李佳霖(74)专利代理机构广州专理知识产权代理事务所(普通合伙)44493代理人张凤(51)Int.Cl.H01L31/109(2006.01)H01L31/0224(2006.01)H01L31/0336(2006.01)H01L31/0352(2006.01)H01L31/0392(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图5页(54)发明名称含氮化镓/氧化镓纳米柱阵列的自供电探测器及制备方法(57)摘要本发明属于光电探测器的技术领域，具体涉及一种含氮化镓/氧化镓纳米柱阵列的自供电探测器及制备方法。所述探测器的结构为依次排布的电极、柔性衬底、p型氮化镓层、β‑氧化镓纳米柱阵列以及电极，所述填充层包裹β‑氧化镓纳米柱阵列的侧面，用于填充β‑氧化镓纳米柱阵列，所述β‑氧化镓纳米柱阵列以及电极之间还包括石墨烯透明电极。本发明以氮化镓/氧化镓纳米柱阵列组成的异质结为器件核心，在氮化镓薄膜上制备氧化镓纳米阵列，氧化镓与氮化镓之间的界面处存在小的晶格失配和低的导带偏移，可以进一步提供高光电探测器的性能，且无需外接电源即可驱使探测器工作，进一步扩大探测器的使用范围，在日盲紫外探测领域有着潜在的应用前景。CN112382691ACN112382691A权利要求书1/1页1.一种含氮化镓/氧化镓纳米柱阵列的自供电探测器，其特征在于，所述探测器为包括柔性衬底、p型氮化镓层、β-氧化镓纳米柱阵列、填充层以及电极组成的结构。2.由权利要求1所述的自供电探测器，其特征在于，所述探测器的结构为依次排布的电极、柔性衬底、p型氮化镓层、β-氧化镓纳米柱阵列以及电极，所述填充层包裹β-氧化镓纳米柱阵列的侧面。3.由权利要求2所述的自供电探测器，其特征在于，所述β-氧化镓纳米柱阵列以及电极之间还包括石墨烯透明电极。4.由权利要求1或2所述的自供电探测器，其特征在于，所述柔性衬底包括聚对苯二甲酸乙二醇酯衬底、聚酰亚胺衬底、聚丙烯己二酯衬底的一种。5.由权利要求1或2所述的自供电探测器，其特征在于，所述填充层的材料包括PMMA。6.由权利要求1或2所述的自供电探测器，其特征在于，所述氮化镓层的结构为依次排布的蓝宝石衬底、GaN缓冲层、重掺杂n-GaN层和p型GaN。7.由权利要求1或2所述的自供电探测器，其特征在于，所述β-氧化镓纳米柱阵列为以镓金属作为镓蒸汽源通过CVD工艺垂直吸附在所述p型氮化镓层上，p型氮化镓与β-氧化镓形成垂直结构的二维异质结。8.一种权利要求1～7任一项所述的含氮化镓/氧化镓纳米柱阵列的自供电探测器的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1)清洗柔性衬底；2)制备p型氮化镓层；3)β-氧化镓纳米柱阵列制备：在p型氮化镓层上通过CVD工艺形成β-氧化镓纳米柱阵列，在β-氧化镓纳米柱阵列的侧面上旋涂PMMA层，并固化PMMA；4)石墨烯透明电极制备：在具有顶部PMMA层的Cu基板上生长石墨烯，然后蚀刻Cu基板进行分离，将分离的石墨烯转移到步骤3)得到的β-氧化镓纳米柱阵列上，干燥并清洗得到石墨烯透明电极；5)将以上形成的p型氮化镓与β-氧化镓纳米柱阵列二维异质结转移到步骤1)的柔性衬底上；6)分别在柔性衬底、石墨烯透明电极上沉积Ti/Au电极，相互连接形成通路，即得到自供电探测器。9.由权利要求8所述的自供电探测器的制备方法，其特征在于，步骤2)所述p型氮化镓层的制备为通过MOCVD工艺在蓝宝石衬底上依次外延生长GaN缓冲层、重掺杂n-GaN层和p型GaN，之后腐蚀重掺杂n-GaN层，得到总p型氮化镓层。10.由权利要求8所述的自供电探测器的制备方法，其特征在于，步骤3)所述β-氧化镓纳米柱阵列的CVD制备工艺包括先将Au沉积在p型氮化镓层上，之后置于石英管中，以镓金属作为镓蒸汽源，反应形成β-氧化镓纳米柱。2CN112382691A说明书1/5页含氮化镓/氧化镓纳米柱阵列的自供电探测器及制备方法技术领域[0001]本发明属于光电探测器的技术领域，具体涉及一种含氮化镓/氧化镓纳米柱阵列的自供电探测器及制备方法。背景技术[0002]由于平流层臭氧具有很强的吸收能力，来自太阳的280nm以下的紫外线无法穿透大气层到达地球表面，因此被称为太阳盲区。所谓日盲光电探测器，就是在该区域工作的光电探测器。由于可以避免太阳辐射的干扰，所以可以在日光照射下准确探测到非常弱的信号。因此，日盲光电探测器具有许多潜在