[發明專利]增強日盲光電響應的紫外探測器的制備方法

無效

• 申請號: 201210115218.2
• 申請日: 2012-04-19
• 公開（公告）號: CN102646754A
• 公開（公告）日: 2012-08-22
• 發明（設計）人: 王榮新;付凱;楊樂臣
• 申請（專利權）人: 中國科學院蘇州納米技術與納米仿生研究所
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18
• 代理公司: 蘇州慧通知識產權代理事務所(普通合伙) 32239
• 代理人: 丁秀華

技術領域

本發明涉及一種增強日盲光電響應的紫外探測器的制備方法。

背景技術

隨著社會的發展，紫外探測器的應用已經遍及工作與生活的各個角落。其中，由于臭氧層的吸收波長是在220～280nm的范圍，導致太陽輻射在12km以下的低空極其微弱，被稱為太陽輻射盲區或日盲區。在背景相對潔凈的日盲區，處在此波長范圍內的紫外輻射很容易被檢測出來。同時，由于避開了最強的太陽輻射背景，信息處理的負擔也明顯減輕了。在軍事方面，導彈的高溫羽煙產生的輻射以及未燃盡燃料的化學反應導致的輻射，都在太陽盲區波段占有一定份額，因此，在此波段進行探測和預警，虛警率很低，并使其預警距離可達5～10km，能夠為飛行員提供7～15s的預警時間。在工業生產方面，對高壓輸電設備的漏電探測及明火探測，都有重要的應用。

紫外探測的核心是紫外探測器件，其中固體型紫外探測器因其體積小、功耗小、工作電壓低以及靈敏度高等優點，逐漸成為紫外探測器件應用的主流。在固體型日盲紫外探器中，AlGaN半導體材料隨Al組分的增加，禁帶寬度在3.4～6.2eV之間連續可調(對應波長范圍為200～365nm)，是日盲紫外探測器的理想材料。然而，III族氮化物生長過程極為復雜，并且隨著Al組分的增加，因Al原子和Ga原子的遷移率不同，造成組分不均一。同時，生長模式也從二維生長逐漸向三維生長過渡并增加了材料中的位錯密度。這些因素嚴重制約著AlGaN材料為基礎的器件性能。

發明內容

本發明的主要目的是提供一種增強日盲光電響應的紫外探測器的制備方法，實現對日盲段紫外光的光電探測，獲得的紫外探測器具有良好的探測靈敏度。

本發明的目的，通過以下技術方案得以實現：一種增強日盲光電響應的紫外探測器的制備方法，其特征在于：所述制備方法包括如下步驟：

1)采用GaN外延片作為襯底材料；

2)在所述GaN外延片上沉積一層摻鎵氧化鋅(摻鎵氧化鋅(GZO))薄膜；

3)將所述一層摻鎵氧化鋅(GZO)薄膜與GaN外延片的表面之間形成肖特基接觸；以及

4)在所述一層摻鎵氧化鋅(GZO)薄膜的表面上沉積Ti/Au，作為加厚電極。

適宜的，上述制備方法還包括如下步驟：5)經鈍化、封裝后制成增強日盲光電響應的紫外探測器。

進一步，所述GaN外延片的GaN層厚度為0.05～100μm。

進一步，所述一層摻鎵氧化鋅(GZO)薄膜的薄膜厚度為10nm～1μm。

進一步，所述肖特基接觸具有圖形結構。

由于上述技術方案的使用，本發明與AlGaN材料的日盲紫外探測器的制備技術相比，具有下列優點：

1.由于本發明采用商業化的GaN外延片作為襯底材料，相比于AlGaN而言，對材料生長的要求降低，工藝成熟，易制備高質量的GaN外延片，器件的位錯缺陷少，不僅具有更高的電子遷移率，而且降低了成本；

2.相比于高Al組分的AlGaN材料容易開裂，摻鎵氧化鋅(GZO)的沉積可以通過多種方法實現，通過合適的熱處理即可與外延片形成肖特基接觸，具有良好的日盲段的增強作用，更容易實現；

3.由于GaN本身也是紫外探測材料，采用合適的讀出電路可實現雙紫外波段探測，大大提高了探測器的應用價值。

4.由于摻鎵氧化鋅(GZO)是一種紫外透光的導電材料，使得這種制備方法不僅簡化了制備過程，降低了器件成本，提高了器件的紫外探測靈敏度。

附圖說明

圖1是對應于本發明的一種增強日盲光電響應的紫外探測器的剖面結構示意圖。

其中：1、GaN外延片；2、摻鎵氧化鋅(GZO)薄膜；3、加厚電極

具體實施方式

以下便結合實施例附圖，對本發明的具體實施方式作進一步的詳述，以使本發明技術方案更易于理解、掌握。

參見附圖1，一種增強日盲光電響應的紫外探測器，包括GaN(氮化鎵)外延片1、摻鎵氧化鋅(GZO)薄膜2以及加厚電極3。上述增強日盲光電響應的紫外探測器的制備方法包括如下步驟：

1)采用GaN外延片1作為襯底材料，其中GaN外延片1的GaN層厚度為0.1～100μm；

2)在GaN外延片1上沉積一層摻鎵氧化鋅(GZO)薄膜2，其中的薄膜厚度為10～1μm；

3)對上面的結構進行適當的處理，使得摻鎵氧化鋅(GZO)薄膜2與GaN外延片1的表面之間形成具有圖形結構的肖特基接觸；