一种氧化镓光电探测器及其制备方法.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CN111863979A(43)申请公布日2020.10.30(21)申请号202010707827.1(22)申请日2020.07.21(71)申请人中国科学技术大学地址230026安徽省合肥市包河区金寨路96号(72)发明人赵晓龙谭鹏举侯小虎徐光伟龙世兵(74)专利代理机构中科专利商标代理有限责任公司11021代理人周天宇(51)Int.Cl.H01L31/0224(2006.01)H01L31/09(2006.01)H01L31/18(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称一种氧化镓光电探测器及其制备方法(57)摘要本公开提供了一种氧化镓光电探测器，包括：衬底(100)；氧化镓层(200)，其设于衬底(100)的表面；第一电极(300)和第二电极(400)，第一电极(300)和第二电极(400)不接触，第一电极(300)和第二电极(400)均包括多个支层，多个支层的一端镶嵌于氧化镓层(200)的内部及表面，另一端相互连接于氧化镓层(200)的外部。另一方面，本公开还提供了一种氧化镓光电探测器的制备方法。本公开中的结构制作简单，电场在整个探测器中分布均匀，可显著提高氧化镓日盲光电探测器的量子效率、响应度、响应速度和线性响应范围等性能。CN111863979ACN111863979A权利要求书1/1页1.一种氧化镓光电探测器，包括：衬底(100)；氧化镓层(200)，其设于所述衬底(100)的表面；第一电极(300)和第二电极(400)，第一电极(300)和第二电极(400)不接触，所述第一电极(300)和第二电极(400)均包括多个支层，多个支层的一端镶嵌于所述氧化镓层(200)的内部及表面，另一端相互连接于所述氧化镓层(200)的外部。2.根据权利要求1所述的氧化镓光电探测器，所述多个支层的另一端相互连接并延伸至所述衬底(100)的表面。3.根据权利要求1所述的氧化镓光电探测器，所述第一电极(300)的多个支层与所述第二电极(400)的多个支层一一对应。4.根据权利要求1所述的氧化镓光电探测器，所述第一电极(300)和第二电极(400)之间的间距大于5nm。5.根据权利要求1所述的氧化镓光电探测器，所述同一电极相邻两支层间的氧化镓层(200)的垂直厚度大于5nm。6.根据权利要求1所述的氧化镓光电探测器，所述电极多个支层中各层的厚度小于200nm。7.根据权利要求1所述的氧化镓光电探测器，所述第一电极(300)和/或第二电极(400)的材料为Ti、Cr、Ni、Pt、Au、Ag、W、In、Al、Ru、Pd、TiN、Ta、TaN或ITO中的一种或多种。8.一种氧化镓光电探测器的制备方法，包括：S1，在衬底(100)上生长一层氧化镓层(200)；S2，在所述氧化镓层(200)上生长第一电极(300)和/或第二电极(400)的一支层；S3，重复生长一层氧化镓层(200)以及第一电极(300)和/或第二电极(400)的一支层，直至所述氧化镓层(200)的总厚度达到预设厚度。9.根据权利要求8所述的制备方法，所述预设厚度大于20nm。10.根据权利要求8所述的制备方法，所述第一电极(300)和第二电极(400)之间的间距大于5nm。2CN111863979A说明书1/3页一种氧化镓光电探测器及其制备方法技术领域[0001]本申请涉及光电探测技术领域，尤其涉及一种氧化镓光电探测器及其制备方法。背景技术[0002]光电探测器是一类能将光信号转化为电信号从而实现对光的探测的光电子器件。日盲波段指波长范围在200～280nm的紫外光。由于大气臭氧层的强烈吸收，太阳光中的这部分不能达地表，因此日盲探测具有背景干扰小的突出优点，在空间天文望远镜、导弹预警、非视距保密光通信、海上破雾导航、电网监测、火灾遥感及生化监测等方面具有广阔的应用前景。根据机理的不同，光电探测器可以分为外光电效应探测器以及内光电效应探测器。外光电效应探测器依靠电子吸收光子后从材料表面逸出的外光电效应，主要有光电倍增管、像增强器等，这种器件一般需要高真空、体积较大也较脆弱。内光电效应包括光电导效应和光伏效应。光电导效应是指材料吸收光子后发生电子跃迁，从而使得自由载流子浓度上升，电阻率下降。光伏效应则指光照下产生的自由载流子在器件内建电场的作用下分别被运输到器件的两端，从而导致器件两端电压下降。内光电效应探测器具有可小型化、不需要真空等突出优点。目前用于内光电效应日盲探测的材料主要有Si、GaAs、GaP、GaN、SiC、ZnO、金刚石以及氧化镓等。与其他材料相比，氧化镓具有显著的优势。氧化镓是直接带隙半导体，其禁带宽度高达4.9电子伏，直接对应了日盲波段，不会被波长长于日盲波段