[发明专利]一种非对称电极MSM结构氧化镓紫外探测器

权利要求书

1.一种非对称电极MSM结构氧化镓紫外探测器，其特征在于：

包括衬底(101)、氧化镓层(102)、石墨烯层(103)、阳极电极(104)、阴极电极(105)、介质增透层；

所述氧化镓层(102)位于衬底(101)上表面；

所述石墨烯层(103)和阴极电极(105)均位于氧化镓层(102)上表面，且石墨烯层(103)与阴极电极(105)不接触；所述石墨烯层(103)与氧化镓层(102)形成异质结；所述阴极电极(105)与氧化镓层(102)形成肖特基接触；

所述阳极电极(104)位于石墨烯层(103)上表面，并与石墨烯层(103)形成欧姆接触；所述阳极电极(104)与阴极电极(105)形成叉指结构；

所述介质增透层位于衬底(101)、氧化镓层(102)、石墨烯层(103)所形成整体的外表面，介质增透层上设有电极窗口，阳极电极(104)和阴极电极(105)从所述电极窗口伸出。

2.根据权利要求1所述的非对称电极MSM结构氧化镓紫外探测器，其特征在于：

所述衬底(101)的材质为石英、蓝宝石、Si、GaN、AlN、SiC及非故意掺杂的N型β-Ga₂O₃衬底中的一种或多种的组合。

3.根据权利要求2所述的非对称电极MSM结构氧化镓紫外探测器，其特征在于：

所述氧化镓层(102)的材质为非故意掺杂的Ga₂O₃或者掺杂Cr、Si、Ge、Sn、Ti、Zr和Hf中的一种或多种元素的Ga₂O₃。

4.根据权利要求3所述的非对称电极MSM结构氧化镓紫外探测器，其特征在于：

所述石墨烯层(103)为湿法转移或直接在氧化镓层(102)上通过化学气相沉积生长得到的单层或多层石墨烯。

5.根据权利要求4所述的非对称电极MSM结构氧化镓紫外探测器，其特征在于：

所述阳极电极(104)包括底层接触金属和顶层金属；所述阳极电极(104)的底层接触金属与石墨烯层(103)形成欧姆接触，其材质为Ti、Ni或Pd；所述阳极电极(104)的顶层金属为Au。

6.根据权利要求5所述的非对称电极MSM结构氧化镓紫外探测器，其特征在于：

所述阴极电极(105)包括底层接触金属和顶层金属；所述阴极电极(105)的底层接触金属与氧化镓层(102)形成肖特基接触，其功函数大于石墨烯层(103)的功函数，且大于氧化镓层(102)的电子亲和势；

所述阴极电极(105)的底层接触金属材质为Ni、Au、Pt或Pd；所述阴极电极(105)的顶层金属材质为Au。

7.根据权利要求6所述的非对称电极MSM结构氧化镓紫外探测器，其特征在于：

所述介质增透层的材质为h-BN、SiO₂、Si₃N₄、HfO₂及Al₂O₃中的一种或多种的组合。

8.根据权利要求1至7任一所述的非对称电极MSM结构氧化镓紫外探测器，其特征在于：

所述叉指结构的叉指对数为20～50对，指宽为3～6μm，叉指间距为5～20μm，指长为100～400μm。

9.根据权利要求8所述的非对称电极MSM结构氧化镓紫外探测器，其特征在于：

所述氧化镓层(102)的厚度为150～400nm；

所述石墨烯层(103)的层数为1～10层；

所述阳极电极(104)和阴极电极(105)的总厚度均为200～400nm；所述阳极电极(104)的底层接触金属和阴极电极(105)的底层接触金属厚度均为至少20nm；

所述介质增透层的厚度为50～300nm。

10.根据权利要求9所述的非对称电极MSM结构氧化镓紫外探测器，其特征在于：

所述石墨烯层(103)与阴极电极(105)的间距为1～3μm。