一种三氧化二镓日盲紫外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CN111628019A(43)申请公布日2020.09.04(21)申请号202010598387.0C23C16/40(2006.01)(22)申请日2020.06.28(71)申请人中国科学院长春光学精密机械与物理研究所地址130033吉林省长春市经济技术开发区东南湖大路3888号(72)发明人刘可为孙璇申德振陈星张振中李炳辉(74)专利代理机构北京集佳知识产权代理有限公司11227代理人李伟(51)Int.Cl.H01L31/032(2006.01)H01L31/108(2006.01)H01L31/18(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图3页(54)发明名称一种三氧化二镓日盲紫外探测器及其制备方法(57)摘要本发明提供了一种Ga2O3紫外探测器，包括依次叠加设置的衬底、Ga2O3：Zn薄膜和金属叉指电极。本申请还提供了一种Ga2O3紫外探测器的制备方法。本发明提供的Ga2O3紫外探测器的Ga2O3薄膜层具有结晶质量高、吸收截至边陡峭等特点，进而使包含Ga2O3薄膜层的紫外探测器同时具有非常高的响应速度和较低的暗电流。CN111628019ACN111628019A权利要求书1/1页1.一种Ga2O3日盲紫外探测器，其特征在于，包括依次叠加设置的衬底、Ga2O3：Zn薄膜和金属叉指电极；所述Ga2O3：Zn薄膜的制备方法，包括以下步骤：将清洗后的衬底置于MOCVD生长腔内，在所述MOCVD生长腔内通入保护性气氛，再将所述衬底加热；以有机锌化合物作为锌源，以有机镓化合物作为镓源，以高纯氧气作为氧源，在加热后的衬底表面生长薄膜；将生长后的薄膜进行热处理，得到Ga2O3：Zn薄膜。2.根据权利要求1所述的Ga2O3日盲紫外探测器，其特征在于，所述金属叉指电极的厚度为20～40nm。3.根据权利要求1所述的Ga2O3日盲紫外探测器，其特征在于，所述保护性气氛为氮气，所述MOCVD生长腔的真空度为2x102～1x104Pa。4.根据权利要求1所述的Ga2O3日盲紫外探测器，其特征在于，所述衬底的温度加热至500～800℃，所述加热的方式具体为：先以0.3m/s升温至500℃，再以0.2m/s升温至600～800℃；所述锌源选自二乙基锌和二甲基锌中的一种或两种，所述锌源以高纯氮气作为载体，所述载体流速为2～20sccm；所述镓源选自三甲基镓和三乙基镓中的一种或两种，所述镓源以高纯氮气作为载气，所述载气流速为40～80sccm；所述高纯氧气的流速为100～600sccm。5.根据权利要求1所述的Ga2O3日盲紫外探测器，其特征在于，所述热处理之前还包括将生长的薄膜降温至室温，所述降温的速率为0.2～0.8℃/s。6.根据权利要求1所述的Ga2O3日盲紫外探测器，其特征在于，所述热处理在氧气气氛下进行，所述热处理的温度为600～900℃，保温时间为0.5～1h。7.根据权利要求1所述的Ga2O3日盲紫外探测器，其特征在于，所述Ga2O3：Zn薄膜中Zn的掺杂比例为0.1～10％。8.权利要求1所述的Ga2O3日盲紫外探测器的制备方法，包括以下步骤：在衬底表面制备Ga2O3：Zn薄膜；在Ga2O3薄膜上形成叉指电极掩膜，溅射金属后去除胶体掩膜，得到金属叉指电极。9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，在所述金属叉指电极上按压铟粒。10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述溅射的电流为5～8mA，所述金属为金。2CN111628019A说明书1/5页一种三氧化二镓日盲紫外探测器及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及半导体材料生长技术领域，尤其涉及一种Ga2O3日盲紫外探测器及其制备方法。背景技术[0002]紫外探测技术在导弹尾焰探测、火焰传感、空气和水净化以及空对空通信等军事和民用领域有广阔的应用前景。波长小于280nm的紫外辐射由于地球上空臭氧层的阻挡，几乎无法传播到地球表面，被称为日盲紫外。工作在日盲波段的日盲紫外探测器不受太阳辐射的干扰，具有更高的灵敏度，可用于导弹预警等方面。近年来，宽禁带半导体在日盲紫外(200nm-280nm)光探测方面的具有广阔的应用前景。宽禁带半导体紫外探测器因其体积小、重量轻、工作时不需滤光片、无需制冷等优点被认为是可以取代真空光电倍增管和Si光电倍增管的第三代紫外探测器。[0003]β-Ga2O3作为一种新型的宽禁带半导体材料，禁带宽度约为4.98eV，有许多良好的物理性能，如：禁带宽度大，击穿场强高，介电常数大，在可见光和紫外光波段透过率高，而且相较于ZnMgO，AlGaN等常见的日盲紫外材料，β-Ga2O3更容易制备出结晶性好、高质量的薄膜，是一种非常适合制备日盲探测器的材料。然而和一般氧化物半导