[发明专利]基于氧化镍/β-三氧化二镓异质结的紫外探测器及其制备方法

说明书

基于NiO/β‑Ga₂O₃异质结的紫外探测器及其制备方法，属于光电技术领域，尤其是一种具有ITO/p‑NiO/n‑β‑Ga₂O₃/Al简单垂直结构的紫外器件及其制备方法。基于NiO/β‑Ga₂O₃异质结的紫外探测器，从下至上依次是衬底、阳极层、p‑NiO薄膜层、n‑β‑Ga₂O₃薄膜层，以及阴极层。制备方法包括清洁衬底、p‑NiO薄膜层溅射、n‑β‑Ga₂O₃薄膜层溅射，以及蒸镀Al阴极层。本发明的器件对紫外光显示出良好的敏感性，器件性能优异。

技术领域

本发明属于光电技术领域，尤其是一种具有ITO/p-NiO/n-β-Ga₂O₃/Al简单垂直结构的紫外器件及其制备方法。

背景技术

基于宽带隙氧化物半导体材料所制备出的光电探测器具有传统的SiC基、GaN基探测器所没有的优点：不易氧化、尺寸小、反应灵敏、易操作等。迄今为止，许多研究人员已经研制了包括ZnO、TiO₂、SnO₂、NiO、Ga₂O₃等在内的具有不同结构的高性能紫外光电探测器。其中，Ga₂O₃的稳定相β-Ga₂O₃是一种具有超宽禁带宽度(4.9eV)的直接带隙半导体材料，且生长简单，仅对紫外光波段有高光电响应特性，因此成为近年研制深紫外器件的首选材料。为了优化氧化物基紫外光电探测器的器件性能，可以通过将两种氧化物半导体材料结合成异质结器件。而NiO作为少有的本征p型宽带隙(3.6eV)半导体材料，成为近年研究异质结器件的热点p型材料。并且Ga₂O₃与NiO两种材料的晶格失配度小，在紫外探测领域显现出巨大的应用潜力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高性能具有ITO/p-NiO/n-β-Ga₂O₃/Al简单垂直结构的器件及其制备方法。通过使用磁控溅射法和后期退火处理，来有效的改善器件性能，且制备的器件仅对紫外光波段有明显相应。

基于NiO/β-Ga₂O₃异质结的紫外探测器，其特征在于从下至上依次是衬底、阳极层、p-NiO薄膜层、n-β-Ga₂O₃薄膜层，以及阴极层。

衬底和阳极层构成ITO玻璃衬底、阴极层为Al电极。

所述的基于NiO/β-Ga₂O₃异质结的紫外探测器，其制备方法具体如下：

S1，清洁衬底：衬底清洗，干燥，以去除表面污垢，增加薄膜的均匀性和附着性；

S2，p-NiO薄膜层溅射：衬底放入磁控溅射设备中，待真空度抽至低于8.0×10^-4Pa后，设定溅射压强为0.4-0.6Pa，溅射功率为200W，预溅射5min后计时溅射55-65min，制备p-NiO薄膜层，薄膜厚度80-120nm；

S3，n-β-Ga₂O₃薄膜层溅射：按S3步骤溅射操作，设定溅射压强为0.6-0.8Pa，溅射功率为200W，溅射时间为55-65min，制备n-β-Ga₂O₃薄膜层，薄膜厚度70-110nm；

S4，蒸镀阴极层：在n-β-Ga₂O₃表面使用掩模板蒸镀阴极层。

所述的阴极层上涂覆银浆引出导线分别作为底部和顶部电极。

文中，Ga2O3即为三氧化二镓；NiO为氧化镍。