[發明專利]一種Ga2

有效

• 申請號: 202010598047.8
• 申請日: 2020-06-28
• 公開（公告）號: CN111628018B
• 公開（公告）日: 2022-02-08
• 發明（設計）人: 陳星;劉可為;申德振;李炳輝;張振中
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
• 主分類號: H01L31/032
• 分類號: H01L31/032;H01L31/108;H01L31/18;G01J1/42
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 李偉

本發明提供了一種Ga₂O₃紫外探測器，包括依次疊加設置的襯底、Ga₂O₃薄膜和金屬叉指電極，所述Ga₂O₃薄膜中摻雜有微量鎂。本申請還提供了一種Ga₂O₃紫外探測器的制備方法。本發明提供的Ga₂O₃紫外探測器通過Ga₂O₃薄膜中微量鎂元素的摻雜，增加鎂替代和鎂間隙缺陷，使制備得到的Ga₂O₃薄膜層具有結晶質量高、不出現分相、吸收截至邊陡峭、光響應高以及暗電流恢復快等特點，進而使包含Ga₂O₃薄膜層的紫外探測器同時具有非常高的響應度和非常短的響應時間。

技術領域

本發明涉及紫外探測器技術領域，尤其涉及一種Ga₂O₃紫外探測器及其制備方法。

背景技術

紫外探測技術是繼激光和紅外探測技術之后發展起來的又一新型軍民兩用探測技術，目前在導彈尾焰探測、空間探測、火焰探測以及空間通信等諸多領域發揮著巨大的作用；特別是工作在日盲波段 (200-280nm)的探測器，由于沒有太陽紫外線干擾，該種探測器靈敏度大大提高。近年來，寬禁帶半導體紫外探測器因其體積小、重量輕、工作時不需濾光片以及無需制冷等優點被認為是可以取代真空光電倍增管和Si光電倍增管的第三代紫外探測器。

Ga₂O₃作為一種新型的直接帶隙寬禁帶半導體，其室溫下的禁帶寬度為4.9eV左右，因其禁帶寬度大，吸收邊正好位于日盲波段，是天然的制備日盲紫外探測器的材料。但是由于目前基于Ga₂O₃材料的紫外探測器綜合性能還比較低，特別是具有較高響應度的器件的響應時間往往較長。

發明內容

本發明解決的技術問題在于提供一種Ga₂O₃紫外探測器，本申請提供的Ga₂O₃紫外探測器具有高的光響應度和非常短的響應時間。

有鑒于此，本申請提供了一種Ga₂O₃紫外探測器，包括依次疊加設置的襯底、Ga₂O₃薄膜和金屬叉指電極，所述Ga₂O₃薄膜中摻雜有微量鎂。

優選的，所述Ga₂O₃薄膜的制備方法具體為：

以有機鎵化合物作為鎵源，以高純氧氣作為氧源，利用金屬有機化學氣相沉積法在襯底表面進行沉積，降溫后得到Ga₂O₃薄膜；

在Ga₂O₃薄膜生長的過程中間歇補充有機鎂化合物，所述補充有機鎂化合物的時間開始于Ga₂O₃薄膜啟動生長之后0.1～6h，結束于Ga₂O₃薄膜停止生長之前0.1～6h；

所述間歇補充有機鎂化合物的具體方式為打開有機鎂化合物 10s～600s，關閉10s～600s，反復進行1～1000次。

優選的，所述Ga₂O₃薄膜的厚度為100～600nm；所述金屬叉指電極為金叉指電極，厚度為20～40nm，所述金屬叉指電極表面復合有銦粒。

優選的，所述有機鎵化合物以高純氮氣作為載氣，所述載氣的流速為10～40sccm；所述高純氧氣的流速為100～400sccm；所述有機鎂化合物以高純氮氣作為載體，所述載體的流速為1～20sccm。