[发明专利]一种新型异质结光电探测器及其制备方法

权利要求书

1.一种异质结光电探测器制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：制备β-Ga2O3/外延生长石墨烯/高纯SiC三层式结构：

S1.1：清洗：选取高纯的4H-SiC晶体作为器件衬底，对衬底进行标准RCA清洗，以去除表面污染物；

S1.2：氢刻蚀：将流量为 40 L/min 的氢气通入反应系统中，在1600 ℃，100 mbar压强下持续反应20s；在氢刻蚀反应阶段结束以后将系统温度降低至 1000 ℃，在流量为 20 L/min 的 H2 氛围中持续反应 6 min，从而去除 Si化合物；在去除 Si 化合物反应阶段结束以后将系统温度降低至 850 ℃，并通入流量为 6 mL/min 的 SiH4 硅烷气流和流量为 20L/min 的 H2，该步骤可以获得缺陷极少的碳化硅表面，便于下一步外延生长石墨烯；

S1.3：外延生长石墨烯：停止通入SiH4 硅烷气流和H2，将反应腔抽真空，通入2L/min的Ar气体，维持腔内5mbar的压强，升温至1650℃，热解时间为30min，获得单层外延石墨烯；

S1.4：PLD法沉积氧化镓薄膜：通过激光脉冲沉积法，在石墨烯层上面生长氧化镓；将反应腔抽真空，上一步制备的碳化硅外延生长石墨烯结构放入反应腔，加热系统将衬底加热到100℃恒温；激光能量为240mJ/cm-2,脉冲频率为3Hz，靶材为氧化镓陶瓷靶，生长120nm厚度的氧化镓薄膜；完成三层异质结构制备；

S2：制备欧姆接触：

S2.1：光刻设置欧姆接触窗口图形；通过光刻向氧化镓层上转移欧姆接触窗口图案，两个欧姆接触窗口，大小均为300μm*300μm；

S2.2：刻蚀氧化镓层：将样品放入反应炉后，抽真空并充入反应气体，反应气体比例BCl3/Ar为35/5,气体总通量为40 Sccm；反应腔内压力为5mTorr；通过ICP/RIE联合蚀刻，功率比为900W/90W，对欧姆接触窗口内的氧化镓层进行刻蚀；刻蚀时间为45s；

S2.3：热退火：对器件进行450℃热退火；退火过程中以Ar气体保护；退火时间30min；

S2.4：制备欧姆接触：通过磁控溅射法，在上述欧姆接触孔内淀积一层100nm厚的Au 作为欧姆接触电极，电极大小100um×100um；在500℃氮气气氛下RTA处理三分钟，完成欧姆接触的制备。

2.一种如权利要求1所述制备方法制备的异质结光电探测器，其特征在于：由碳化硅、单层石墨烯、氧化镓和电极组成，所述单层石墨烯设置于所述碳化硅与所述氧化镓之间，所述电极为两个，两个所述电极均与所述单层石墨烯接触连接。

3.根据权利要求2所述的异质结光电探测器，其特征在于：其中一个电极与所述氧化镓接触连接，另一个电极与所述单层石墨烯接触连接。

4.根据权利要求2所述的异质结光电探测器，其特征在于：其中一个电极与所述单层石墨烯接触连接，另一个电极与所述碳化硅接触连接。