[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

说明书

技术领域

本发明涉及一种紫外/日盲紫外双色探测器，具体是指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。

技术背景

臭氧层在200‐320nm具有极大的吸收系数，在255.3nm达到极大值。由于臭氧层的强烈吸收，使得近地面对流层内此波段的太阳背景低于10‐13W/m²，在近地面几乎没有此紫外波段，所以我们称将这段波长内的紫外线称为日盲区。对日盲区的探测，不仅可以避免太阳光干扰，而且具有极低的背景噪声，相对于红外探测，具有噪声低，全天候工作，抗干扰的特点。

由于高压线电晕、宇宙空间、导弹羽烟和火焰等都含有紫外辐射，使得紫外探测技术被应用于军事、科研、航空航天、通信电子等许多领域。目前，宽禁带半导体紫外探测器是紫外探测器的主要研究方向，尤其是日盲段紫外探测器，具有体积小、功耗小、无需低温冷却和虚警率低的优点，并可以通过调节材料组分改变响应的波长范围。

探测器的多功能化和便捷化越来越受到普通大众的追捧。在很多情况下，多功能化往往需要增加额外的装置或者器件，这些附件增加了探测器的复杂程度和制造成本，也使得探测器的体积增加，影响了使用的便捷性。为了实现探测器的多功能性和便捷性，本发明设计的单片集成紫外探测器不仅可以检测火焰和电火花辐射的日盲区紫外光谱，还可以检测太阳光紫外线强度。

发明内容

本发明的目的是提供一种灵敏度高、稳定性好、响应时间短、探测能力强、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。

本发明的技术方案为：

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。

如图1所示为本发明设计的单片集成的多功能紫外/日盲紫外双色探测器示意图，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β-Ga₂O₃薄膜厚度为200-500nm，面积为0.5×0.5～1.5×1.5cm²，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20-40nm，Au薄膜电极在Ti薄膜电极的上方，厚度为60-120nm，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。

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；