[发明专利]一种超宽禁带氧化物合金半导体外延薄膜材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种超宽禁带氧化物合金半导体外延薄膜材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、根据预设半导体带隙，确定SnO₂和HfO₂的摩尔比例，并根据所述摩尔比例，制备HfO₂与SnO₂复合的陶瓷靶材；

步骤2、基于所述HfO₂与SnO₂复合的陶瓷靶材，在衬底上制备所述Hf_xSn_1-xO₂三元合金化合物半导体外延薄膜，

所述衬底为蓝宝石，则所述步骤2具体为：

基于所述HfO₂与SnO₂复合的陶瓷靶材，通过脉冲激光沉积法、磁控溅射法或电子束蒸发法，在所述蓝宝石的C面上，制备所述Hf_xSn_1-xO₂三元合金化合物半导体外延薄膜，其中，x大于0.3，且小于1。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1具体为：

根据预设半导体带隙，确定SnO₂和HfO₂的摩尔比例，并根据所述摩尔比例，分别称取不同量的SnO₂、HfO₂粉末并混合，然后经球磨、洗料、烘干、研磨、压片、烧结工序，制得所述陶瓷靶材，其中，所述SnO₂和HfO₂的摩尔比例为SnO₂：HfO₂=99:1-5：95。

3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1包括以下步骤：

步骤1.1、根据所述摩尔比例，分别称取不同量的SnO₂、HfO₂粉末并混合，得到SnO₂和HfO₂的第一混合物料；

步骤1.2、向所述第一混合物料中加入相当于其质量50%~70%的无水乙醇，并球磨3~10小时，得到第二混合物料；

步骤1.3、将所述第二混合物料经洗料处理后转移到蒸发皿中，并将所述蒸发皿放在干燥箱中，对所述第二混合物料进行烘干处理，得到SnO₂和HfO₂的均匀混合物；

步骤1.4、将所述均匀混合物放到研钵中，并向其中加入相当于所述均匀混合物质量5%~7%的无水乙醇，作为粘连剂，然后进行研磨，得到均匀混合粘结在一起的陶瓷坯料；

步骤1.5、用电磁液压机在4~6MPa的作用力下，将所述陶瓷坯料压制成陶瓷坯片；

步骤1.6、将所述陶瓷坯片放到管式炉中，在1000~1200℃下，烧结3~4小时，制得所述HfO₂与SnO₂复合的陶瓷靶材。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，当通过所述脉冲激光沉积法制备所述Hf_xSn_1-xO₂三元合金化合物半导体外延薄膜时，薄膜沉积生长温度为100-700℃，氧压为0~5Pa，激光能量为150~400 mJ/pulse，薄膜沉积生长时间为10-15分钟。

5.一种超宽禁带氧化物合金半导体外延薄膜材料，其特征在于，使用权利要求1-4任一项所述的制备方法制备而成，其中，所述材料为Hf_xSn_1-xO₂三元合金化合物半导体外延薄膜，包括：SnO₂和HfO₂，其中，x大于0.3，且小于1。

6.一种如权利要求5所述的超宽禁带氧化物合金半导体外延薄膜材料的应用，其特征在于，用于紫外光探测器件中的基质材料。

7.一种紫外光探测器，包括：依次层叠的衬底、基质材料层和叉指电极，其特征在于，所述基质材料层采用如权利要求5所述的超宽禁带氧化物合金半导体外延薄膜作为材料制作而成。

8.根据权利要求7所述的一种紫外光探测器，其特征在于，所述叉指电极为铝质叉指电极。