[发明专利]一种单片集成的多功能紫外/日盲紫外双色探测器及其制备方法

权利要求书

1.一种单片集成的多功能紫外/日盲紫外双色探测器，其特征在于由β-Ga₂O₃薄膜、n型4H-SiC衬底、Ti/Au薄膜电极以及双模开关组成;

所述的β-Ga₂O₃薄膜厚度为200-500 nm，面积为0.5×0.5～1.5×1.5 cm²，所述的n型4H-SiC衬底作为制备β-Ga₂O₃薄膜的衬底，所述的β-Ga₂O₃薄膜面积为n型4H-SiC衬底面积的一半，所述的Ti/Au薄膜电极位于Ga₂O₃薄膜和n型4H-SiC衬底表面，形状为直径200-300微米的圆形，Ti薄膜电极厚度为20-40 nm， Au薄膜电极在Ti薄膜电极的上方，厚度为60-120 nm，所述双模开关包括可自由切换的开1端、开2端和关闭端，所述双模开关开1端的一边与β-Ga₂O₃薄膜上的Ti/Au薄膜电极连接，另一边与4H-SiC衬底上的Ti/Au薄膜电极连接，在开1端回路上施加有反向偏压，即4H-SiC衬底上的Ti/Au薄膜电极电位高于β-Ga₂O₃薄膜上的Ti/Au薄膜电极；所述双模开关开2端的一边与β-Ga₂O₃薄膜上的Ti/Au薄膜电极连接，另一边与4H-SiC衬底上的Ti/Au薄膜电极连接，在开2端回路上施加有正向偏压，即4H-SiC衬底上的Ti/Au薄膜电极电位低于β-Ga₂O₃薄膜上的Ti/Au薄膜电极。

2.根据权利要求1所述的单片集成的多功能紫外/日盲紫外双色探测器，其特征在于所述的探测器可以检测到0-120 μW/cm²的紫外线光强信号，并且对波长为254 nm的日盲区紫外光谱有响应。

3.一种如权利要求1所述单片集成的多功能紫外/日盲紫外双色探测器的应用，其特征在于将所述的探测器开关置于正向偏压时，可作为太阳光紫外线强度检测仪。

4.一种如权利要求1所述单片集成的多功能紫外/日盲紫外双色探测器的应用，其特征在于将所述的探测器开关置于反向偏压时，可作为日盲区紫外火焰探测器。

5.一种单片集成的多功能紫外/日盲紫外双色探测器的制备方法，其特征在于该方法具有如下步骤：

1)将n型4H-SiC衬底放入V(HF):V(H₂O₂)=l:5的溶液中浸泡以去除自然氧化层，然后用丙酮、乙醇和去离子水分别超声清洗，并真空干燥；

2)把Ga₂O₃靶材放置在激光分子束外延系统的靶台位置，将步骤1）处理后的n型4H-SiC衬底固定在样品托上，放进真空腔；

3)将腔体抽真空，通入氧气，调整真空腔内的压强，加热n型4H-SiC衬底，生长β-Ga₂O₃薄膜，待薄膜生长完毕，继续通入氧气，调整真空腔内的压强，对所得β-Ga₂O₃薄膜进行原位退火；其中，Ga₂O₃靶材与n型4H-SiC衬底的距离设定为5厘米，抽真空后腔体压强为1×10⁻⁶ Pa，加热n型4H-SiC衬底时腔体压强为1×10⁻³ Pa，β-Ga₂O₃薄膜进行原位退火时腔体压强为1-5Pa，激光能量为5 J/cm²，激光脉冲频率为1Hz，激光的波长为248 nm，n型4H-SiC衬底的加热温度为700-800 °C，β-Ga₂O₃薄膜的退火温度为700-800 °C，退火时间为1-2小时；

4)利用掩膜版并通过射频磁控溅射技术在Ga₂O₃薄膜和n型4H-SiC衬底上面沉积一层Ti/Au薄膜作为测量电极。