[发明专利]基于NiO/Ga2

权利要求书

1.一种基于NiO/Ga₂O₃的紫外光电二极管的制备方法，其中，基于NiO/Ga₂O₃的紫外光电二极管包括顶电极(1)和底电极(5)，两电极之间由顶电极(1)向底电极(5)方向依次设置有P型重掺杂晶体NiO薄膜(2)、I型晶体β-Ga₂O₃薄膜(3)、N型单晶β-Ga₂O₃衬底(4)，所述顶电极(1)和底电极(5)材料为Au、Al、Ni、Cu、Pb金属材料，或者包含这些金属材料的合金或ITO导电性化合物，所述N型单晶β-Ga₂O₃衬底(4)为掺杂Sn、Si、Al的β-Ga₂O₃(-201)、β-Ga₂O₃(001)或β-Ga₂O₃(010)材料，所述I型晶体β-Ga₂O₃薄膜(3)为无掺杂的β-Ga₂O₃层，掺杂浓度为10¹⁵cm^-3，所述P型重掺杂晶体NiO薄膜(2)掺杂浓度为10¹⁷～10¹⁸cm^-3，其特征在于，具体按照以下步骤实施：

步骤1、对N型单晶β-Ga₂O₃衬底进行清洗，清洗后用氮气吹干待用；

步骤2、在所述步骤1清洗后的N型单晶β-Ga₂O₃衬底上进行本征单晶β-Ga₂O₃同质外延层生长；其中，本征单晶β-Ga₂O₃同质外延层生长时沉积利用化学气相沉积设备，以纯度为99.99999％的金属镓作为镓源，用氩气作为载气，氩气流量控制为100～200毫升/分，将反应腔加热至800～900℃，通入氧气作为生长源气体，氧气流量控制为5～10毫升/分，生长时间控制为0.2～3小时；

步骤3、在所述步骤2得到的本征单晶β-Ga₂O₃同质外延层上进行P型重掺杂晶体NiO异质外延层生长；

步骤4、在所述步骤3得到的P型重掺杂晶体NiO异质外延层上制作顶电极；

步骤5、对所述N型单晶β-Ga₂O₃衬底下表面制作底电极，最终形成所述基于NiO/Ga₂O₃的紫外光电二极管。

2.根据权利要求1所述的一种基于NiO/Ga₂O₃的紫外光电二极管的制备方法，其特征在于，所述步骤1中清洗流程为：使用清洗液-丙酮-酒精-去离子水逐步对样品进行清洗。

3.根据权利要求1所述的一种基于NiO/Ga₂O₃的紫外光电二极管的制备方法，其特征在于，所述步骤3中P型重掺杂晶体NiO异质外延层生长时采用磁控溅射设备，以NiO材料为溅射靶材，以氩气和氧气作为溅射气体，溅射时氧气分压控制为33.3～66.6％，沉积压强控制为0.1～5Pa，溅射功率控制为100～300W，沉积时间控制为0.1～5小时。

4.根据权利要求2所述的一种基于NiO/Ga₂O₃的紫外光电二极管的制备方法，其特征在于，所述步骤4中P型重掺杂晶体NiO异质外延层上制作顶电极时采用磁控溅射，以Au作为溅射靶材，沉积时间控制为0.1～2小时，沉积压强控制为2～4Pa，溅射功率为10-20mW。

5.根据权利要求4所述的一种基于NiO/Ga₂O₃的紫外光电二极管的制备方法，其特征在于，所述步骤5中N型单晶β-Ga₂O₃衬底下表面底电极制作时采用磁控溅射，首先以Ni作为靶材，沉积时间控制为0.1～2小时，沉积压强控制为0.1～10Pa，溅射功率控制为100～200W；之后以Au作为溅射靶材在Ni层表面溅射形成Au层，沉积时间控制为0.1～2小时，沉积压强控制为2～4Pa，溅射功率为10～20mW。