[发明专利]一种基于异质外延Ga2

说明书

本发明公开了一种Ga₂O₃深紫外探测器的制备方法，主要解决现有技术反应温度高、设备工艺复杂的问题。其实现方案是：1.配制前体乙酰丙酮镓水溶液；2.清洗蓝宝石衬底；3.通过Mist‑Cvd设备，将前体乙酰丙酮镓水溶液超声雾化，并在清洗后的蓝宝石衬底上加热生长为Ga₂O₃薄膜；4.通过光刻工艺在生长了Ga₂O₃薄膜的样品上制作电极图形；5.在带有电极图形的Ga₂O₃薄膜上制作金属电极，完成Ga₂O₃深紫外探测器的制作。本发明工艺简单，易于实现，即仅需要较低的合成温度就能在短时间内获得高质量薄膜。光电测试表明，用本发明制作的深紫外光电探测器具有很高的响应度和很快的响应时间，可用于探测器的制备。

技术领域

本发明属于半导体器件技术领域，具体涉及一种光电探测器的制备方法，可用于对Ga₂O₃薄膜的深紫外探测器制备。

背景技术

随着现代半导体光电探测技术的不断发展，紫外线尤其是200-280nm的日盲紫外在进入大气层时被臭氧层吸收,日盲紫外探测可以消除干扰的顾虑,实现高效精准的探测，太阳日盲光电探测器有越来越多的军事和民用监视应用，如导弹跟踪、安全通信、火灾探测、臭氧空洞监测、化学、生物分析和日冕探测等。Ga₂O₃是一种宽禁带化合物半导体材料。其禁带宽度在4.5～4.9eV之间，仅次于金刚石，对应吸收截止边位于254nm，对可见光波长没有响应，除了优异光电特性外，Ga₂O₃材料还具有良好的热稳定性和化学稳定性。Ga₂O₃薄膜在深紫外区域高度透明,其透过率能达到80％以上,具有制备深紫外透明导电薄膜的天然优势。Ga₂O₃材料在日盲探测器、深紫外透明导电薄膜、气敏传感器以及薄膜晶体管等多个领域都有着广泛的应用前景，因此日益成为当前氧化物半导体领域的研究热点之一。实现Ga₂O₃在这些领域的应用的前提是获得高质量的Ga₂O₃薄膜。制备Ga₂O₃薄膜的方法有很多,主要包括分子束外延、磁控溅射法、脉冲激光沉积法及金属有机物化学气相沉积法等。但是这些方法存在不同的缺点，其中：

分子束外延虽然可以获得高质量的Ga₂O₃单晶薄膜，但是设备需要高真空环境，且维护周期长、费用昂贵，生产成本高，不易于大面积薄膜的生产。

磁控溅射法靶材的利用率不高，一般低于40％，等离子体不稳定，不能实现强磁性材料的低温高速溅射且难以获得高质量单晶薄膜。

脉冲激光沉积法生长的薄膜存在表面颗粒问题，很难进行大面积薄膜的均匀沉积。

金属有机物化学气相沉积法沉积速率不太高，一般在几～几百nm/min，参加沉积的反应源和反应后的余气易燃、易爆或有毒，因此需要采取防止环境污染的措施，基体需要局部或某一个表面沉积薄膜时很困难，并且成膜时的工件温度高，因此应用上受到一定的限制。

发明内容

本发明的目的在于提出一种制作Ga₂O₃深紫外光电探测器的方法，以解决现有技术薄膜生长不均匀，原材料利用率低，反应温度高过程复杂难于控制，实现大面积薄膜的均匀生长。

为实现上述目的，本发明的技术方案包括如下：

(1)将乙酰丙酮镓溶于去离子水中，再加入体积比为百分之一的盐酸，制成浓度为0.02-0.8mol/L乙酰丙酮镓前体水溶液；

(2)选择C面(0001)晶向蓝宝石作为衬底，并对其进行清洗；