[发明专利]增强日盲光电响应的紫外探测器的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种增强日盲光电响应的紫外探测器的制备方法。

背景技术

随着社会的发展，紫外探测器的应用已经遍及工作与生活的各个角落。其中，由于臭氧层的吸收波长是在220～280nm的范围，导致太阳辐射在12km以下的低空极其微弱，被称为太阳辐射盲区或日盲区。在背景相对洁净的日盲区，处在此波长范围内的紫外辐射很容易被检测出来。同时，由于避开了最强的太阳辐射背景，信息处理的负担也明显减轻了。在军事方面，导弹的高温羽烟产生的辐射以及未燃尽燃料的化学反应导致的辐射，都在太阳盲区波段占有一定份额，因此，在此波段进行探测和预警，虚警率很低，并使其预警距离可达5～10km，能够为飞行员提供7～15s的预警时间。在工业生产方面，对高压输电设备的漏电探测及明火探测，都有重要的应用。

紫外探测的核心是紫外探测器件，其中固体型紫外探测器因其体积小、功耗小、工作电压低以及灵敏度高等优点，逐渐成为紫外探测器件应用的主流。在固体型日盲紫外探器中，AlGaN半导体材料随Al组分的增加，禁带宽度在3.4～6.2eV之间连续可调(对应波长范围为200～365nm)，是日盲紫外探测器的理想材料。然而，III族氮化物生长过程极为复杂，并且随着Al组分的增加，因Al原子和Ga原子的迁移率不同，造成组分不均一。同时，生长模式也从二维生长逐渐向三维生长过渡并增加了材料中的位错密度。这些因素严重制约着AlGaN材料为基础的器件性能。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种增强日盲光电响应的紫外探测器的制备方法，实现对日盲段紫外光的光电探测，获得的紫外探测器具有良好的探测灵敏度。

本发明的目的，通过以下技术方案得以实现：一种增强日盲光电响应的紫外探测器的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括如下步骤：

1)采用GaN外延片作为衬底材料；

2)在所述GaN外延片上沉积一层掺镓氧化锌(掺镓氧化锌(GZO))薄膜；

3)将所述一层掺镓氧化锌(GZO)薄膜与GaN外延片的表面之间形成肖特基接触；以及

4)在所述一层掺镓氧化锌(GZO)薄膜的表面上沉积Ti/Au，作为加厚电极。

适宜的，上述制备方法还包括如下步骤：5)经钝化、封装后制成增强日盲光电响应的紫外探测器。

进一步，所述GaN外延片的GaN层厚度为0.05～100μm。

进一步，所述一层掺镓氧化锌(GZO)薄膜的薄膜厚度为10nm～1μm。

进一步，所述肖特基接触具有图形结构。

由于上述技术方案的使用，本发明与AlGaN材料的日盲紫外探测器的制备技术相比，具有下列优点：

1.由于本发明采用商业化的GaN外延片作为衬底材料，相比于AlGaN而言，对材料生长的要求降低，工艺成熟，易制备高质量的GaN外延片，器件的位错缺陷少，不仅具有更高的电子迁移率，而且降低了成本；

2.相比于高Al组分的AlGaN材料容易开裂，掺镓氧化锌(GZO)的沉积可以通过多种方法实现，通过合适的热处理即可与外延片形成肖特基接触，具有良好的日盲段的增强作用，更容易实现；

3.由于GaN本身也是紫外探测材料，采用合适的读出电路可实现双紫外波段探测，大大提高了探测器的应用价值。

4.由于掺镓氧化锌(GZO)是一种紫外透光的导电材料，使得这种制备方法不仅简化了制备过程，降低了器件成本，提高了器件的紫外探测灵敏度。

附图说明

图1是对应于本发明的一种增强日盲光电响应的紫外探测器的剖面结构示意图。

其中：1、GaN外延片；2、掺镓氧化锌(GZO)薄膜；3、加厚电极

具体实施方式

以下便结合实施例附图，对本发明的具体实施方式作进一步的详述，以使本发明技术方案更易于理解、掌握。

参见附图1，一种增强日盲光电响应的紫外探测器，包括GaN(氮化镓)外延片1、掺镓氧化锌(GZO)薄膜2以及加厚电极3。上述增强日盲光电响应的紫外探测器的制备方法包括如下步骤：

1)采用GaN外延片1作为衬底材料，其中GaN外延片1的GaN层厚度为0.1～100μm；

2)在GaN外延片1上沉积一层掺镓氧化锌(GZO)薄膜2，其中的薄膜厚度为10～1μm；

3)对上面的结构进行适当的处理，使得掺镓氧化锌(GZO)薄膜2与GaN外延片1的表面之间形成具有图形结构的肖特基接触；