[發明專利]一種pn結型氧化鎵基自供電紫外探測器及其制備方法

在審

• 申請號: 202110329566.9
• 申請日: 2021-03-29
• 公開（公告）號: CN113113499A
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發明（設計）人: 郭道友;王順利;王亞超;吳小平
• 申請（專利權）人: 金華紫芯科技有限公司
• 主分類號: H01L31/0224
• 分類號: H01L31/0224;H01L31/032;H01L31/109;H01L31/18;H01L21/02
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本發明屬于光電探測器技術領域，具體涉及一種pn結型氧化鎵基自供電紫外探測器及其制備方法，探測器包含襯底、p?Cr₂O₃層、n?Ga₂O₃層、雙層石墨烯層、第一金屬電極和第二金屬電極，其中，p?Cr₂O₃層位于襯底的一側，n?Ga₂O₃層的面積小于述p?Cr₂O₃層的面積，n?Ga₂O₃層和第二金屬電極均位于p?Cr₂O₃層背離襯底的一側，n?Ga₂O₃層和第二金屬電極不直接接觸；雙層石墨烯層位于n?Ga₂O₃層背離p?Cr₂O₃層一側，第一金屬電極位于雙層石墨烯層背離n?Ga₂O₃層一側，p?Cr₂O₃層和n?Ga₂O₃層形成Cr₂O₃/Ga₂O₃pn結。本發明探測器可在0V偏壓下工作，具有零功耗探測紫外光信號的特點，在導彈跟蹤、紫外通信、電暈監測等軍民領域有廣泛的應用。

技術領域

本發明屬于光電探測器技術領域，具體涉及一種pn結型氧化鎵基自供電紫外探測器及其制備方法。

技術背景

紫外光電探測器有許多重要的應用，如空間-空間紫外通信、導彈羽流探測與跟蹤、火焰探測、臭氧層監測、高壓電暈監測、海上搜救等。傳統的紫外光電探測器通常需要外部能量供應來獲得理想的光響應，這不僅大大增加了設備的尺寸和能耗，而且還在很大程度上限制了它們在一些外太空、無人駕駛的危險環境或惡劣環境中的長期應用。自供電的紫外探測器在沒有外部電源的環境下具有巨大的優勢。

一般來說，自供電紫外探測器的原理是傳統的光伏效應，通過構建肖特基結、pn結、異質結來實現。其中pn結器件可以通過內建電場使光生載流子發生迅速分離并輸運至相應電極，能夠實現對入射光的快速響應。Ga₂O₃是一種新型寬禁帶半導體材料，具有優異的化學和熱穩定性，并且往往表現為n型導電，能夠與p型半導體材料構成pn結。

發明內容

本發明的目的在于提供一種pn結型氧化鎵基自供電紫外探測器及其制備方法，該探測器可以在0V偏壓下工作，具有零功耗探測紫外光信號的特點。

為了解決上述技術問題，本發明提供一種pn結型氧化鎵基自供電紫外探測器，包含襯底、p-Cr₂O₃層、n-Ga₂O₃層、雙層石墨烯層、第一金屬電極和第二金屬電極，其中，p-Cr₂O₃層位于襯底的一側，n-Ga₂O₃層的面積小于述p-Cr₂O₃層的面積，n-Ga₂O₃層和第二金屬電極均位于p-Cr₂O₃層背離襯底的一側，n-Ga₂O₃層和第二金屬電極不直接接觸；雙層石墨烯層位于n-Ga₂O₃層背離p-Cr₂O₃層一側，第一金屬電極位于雙層石墨烯層背離n-Ga₂O₃層一側，p-Cr₂O₃層和n-Ga₂O₃層形成Cr₂O₃/Ga₂O₃pn結。