[发明专利]一种多重响应波段的半导体探测器

说明书

本发明公开一种多重响应波段的半导体探测器，依次包括衬底、第一导电型半导体，In_xGa_1‑xN/GaN量子阱，V‑pits，第一Au纳米颗粒，AlN纳米柱，Al₂O₃纳米柱，β‑Ga₂O₃:III纳米柱，第二Au纳米颗粒，第二导电型Si基板，其特征在于所述In_xGa_1‑xN/GaN量子阱的V‑pits上方依次沉积第一Au纳米颗粒、AlN纳米柱、Al₂O₃纳米柱，β‑Ga₂O₃:III纳米柱以及第二Au纳米颗粒，所述In_xGa_1‑xN/GaN量子阱形成第一响应波段，所述AlN纳米柱和第一Au纳米颗粒形成第二响应波段，Al₂O₃纳米柱和β‑Ga₂O₃:III纳米柱构成核壳结构形成第三响应波段，所述β‑Ga₂O₃:III纳米柱/第二Au纳米颗粒/第二导电型Si基板形成第四响应波段，从而在将多重响应波段集成在单个探测器的外延结构中。

技术领域

本发明涉及半导体光电探测器领域，特别是一种具有多重响应波段的半导体探测器管。

背景技术

第三代化合物半导体具有较宽的带隙、电子迁移率高、击穿场强大、抗辐射性能强等优点，适合于制作发光二极管、激光器、探测器等光电子器件。带隙为3.3eV的碳化硅SiC、3.4eV的氮化镓GaN、6.2eV的氮化铝AlN以及带隙为4.2～4.9eV的氮化镓Ga₂O₃具有宽的带隙以及良好的化学性质，适合于制作紫外光电二极管和日盲探测器。

发明内容

本发明公开一种多重响应波段的半导体探测器，依次包括衬底、第一导电型半导体，In_xGa_1-xN/GaN量子阱，V-pits，第一Au纳米颗粒，AlN纳米柱，Al₂O₃纳米柱，β-Ga₂O₃:III纳米柱，第二Au纳米颗粒，第二导电型Si基板，所述In_xGa_1-xN/GaN量子阱的In组分为0≤x≤1，所述β-Ga₂O₃:III纳米柱为β-Ga₂O₃掺杂III族元素，其特征在于所述In_xGa_1-xN/GaN量子阱的V-pits上方依次沉积第一Au纳米颗粒、AlN纳米柱、Al₂O₃纳米柱，β-Ga₂O₃:III纳米柱以及第二Au纳米颗粒，所述In_xGa_1-xN/GaN量子阱形成第一响应波段，所述AlN纳米柱和第一Au纳米颗粒形成第二响应波段，Al₂O₃纳米柱和β-Ga₂O₃:III纳米柱构成核壳结构形成第三响应波段，所述β-Ga₂O₃:III纳米柱/第二Au纳米颗粒/第二导电型Si基板形成第四响应波段，从而在将多重响应波段集成在单个探测器的外延结构中。

进一步地，所述第一Au纳米颗粒/AlN纳米柱/Al₂O₃纳米柱/β-Ga₂O₃:III纳米柱/第二Au纳米颗粒组合的复合纳米结构的击穿场强大于8Mv/cm，提升该多重响应波段的半导体探测器的抗高压能力和ESD能力。

进一步地，所述V-pits的尺寸为50～500nm，所述第一Au纳米颗粒的尺寸为50～500nm，第二Au纳米颗粒的尺寸为50～500nm。