[发明专利]单片双波段集成式传感器及其制备方法

权利要求书

1.单片双波段集成式传感器，其特征在于，包括自支撑氮化镓单晶体材料(1)、缓冲层(2)、二维氮化物薄膜层(3)、红外传感器电极(4)、第一紫外传感器电极(5)和第二紫外传感器电极(6)；缓冲层(2)、第一紫外传感器电极(5)和第二紫外传感器电极(6)均制备在自支撑氮化镓单晶体材料(1)上表面上；二维氮化物薄膜层(3)制备在缓冲层(2)上表面上，红外传感器电极(4)制备在二维氮化物薄膜层(3)上表面上，缓冲层(2)和二维氮化物薄膜层(3)均位于第一紫外传感器电极(5)和第二紫外传感器电极(6)之间，所述二维氮化物薄膜层(3)采用二维GaN。

2.根据权利要求1所述的单片双波段集成式传感器，其特征在于，所述缓冲层(2)采用AlN。

3.根据权利要求1所述的单片双波段集成式传感器，其特征在于，所述红外传感器电极(4)、第一紫外传感器电极(5)和第二紫外传感器电极(6)均采用金属-半导体-金属结构、欧姆结构或肖特基结构。

4.制备权利要求1至3中任意一项所述的单片双波段集成式传感器的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、生长自支撑氮化镓单晶体材料(1)；

步骤二、在自支撑氮化镓单晶体材料(1)上生长缓冲层(2)；

步骤三、在缓冲层(2)上生长二维氮化物薄膜层(3)；

步骤四、在二维氮化物薄膜层(3)上制备红外传感器电极(4)；

步骤五、在自支撑氮化镓单晶体材料(1)上制备第一紫外传感器电极(5)和第二紫外传感器电极(6)；

步骤六、电极退火处理。

5.根据权利要求4所述的单片双波段集成式传感器的制备方法，其特征在于，所述步骤一中，采用氢化物气相外延法、NH₃与熔融Ga气相传输法或提拉法生长自支撑氮化镓单晶体材料(1)。

6.根据权利要求5所述的单片双波段集成式传感器的制备方法，其特征在于，所述步骤一具体过程为：首先对蓝宝石衬底进行氮化，在其上生成一层氮化层，或者用有机金属化学气相沉积法在蓝宝石衬底上低温沉积一层GaN薄层；然后在氮化层或GaN薄层上采用氢化物气相外延法生长GaN单晶体；最后采用激光剥离技术进行蓝宝石衬底去除，得到自支撑氮化镓单晶体材料(1)。

7.根据权利要求4所述的单片双波段集成式传感器的制备方法，其特征在于，所述步骤二中采用有机金属化学气相沉积法制备缓冲层(2)。

8.根据权利要求4所述的单片双波段集成式传感器的制备方法，其特征在于，所述步骤三中采用化学气相沉积法或有机金属化学气相沉积法制备二维氮化物薄膜层(3)。