[发明专利]基于Ga2

说明书

本发明公开了一种基于Ga₂O₃/CuI异质PN结的日光盲紫外探测器，衬底材料上形成Ga₂O₃/CuI异质PN结，所述Ga₂O₃/CuI异质PN结包括设置在衬底材料上的N型Ga₂O₃层以及设置在该Ga₂O₃层部分区域上的P型CuI层；在所述CuI层上形成正极，在所述Ga₂O₃层的另外区域上形成负极；当一定波长的紫外光照射所述Ga₂O₃/CuI异质PN结时，所述正极和负极之间将会产生光生载流子，以此实现紫外探测。采用本发明的技术方案，具有如下优点：(1)结构简单，工艺成本低。(2)Ga₂O₃和CuI同为宽禁带半导体，所以该器件为日光盲紫外探测器，无需加滤光片。(3)光生空穴和电子的瞬间分离，可以增加光生载流子的寿命，提高探测性能。

技术领域

本发明涉及一种紫外探测器件，特别涉及一种基于Ga₂O₃/CuI异质PN结的日光盲紫外探测器。

背景技术

紫外探测器是用来探测紫外光的敏感器件，具有许多重要的应用。常规的紫外探测器对于可见光响应，因此需要加滤波片。为了解决这个问题，人们利用宽禁带半导体来制作日光盲紫外探测器。其中，Ga₂O₃是比较常用的材料。由于它的禁带宽度合适，电学性能极好，是日盲紫外探测器的理想材料。

现有技术中，Ga₂O₃基的紫外探测器大部分为光伏型结构。主要有以下几种：

(1)肖特基型紫外探测器^[1]。其示意图如图1所示。它的主体结构是Ga₂O₃，一端是肖特基接触电极，一端是欧姆接触电极。属于光伏性紫外探测器。这种探测器结构简单，不需要外加偏压，操作方便，暗电流低，但由于没有光电流增益，所以其响应灵敏度往往不如光导型探测器。

(2)MSM型紫外探测器。即金属-半导体-金属结构紫外探测器。在Ga₂O₃表面构造一对叉指状肖特基电极^[2]，其等效电路相当于一对背靠背的肖特基二极管。结构示意图见图2。

(3)某些新结构紫外探测器，例如，基于石墨烯电极的紫外探测器^[3]。它利用石墨烯作为一侧的电极。石墨烯和Ga₂O₃形成整流接触，进行紫外探测。该整流结构类似于肖特基结。

(4)基于Ga₂O₃的异质结探测器，比如β-Ga₂O₃和6H-SiC异质结探测器^[4]，示意图见图3。以及β-Ga₂O₃/GaN异质结探测器^[5]。

由上述分析可知，目前现有技术中还没有同型PN结型的紫外探测器，这是因为非故意掺杂的Ga₂O₃是n型半导体，P型Ga₂O₃往往很难获得。然而实际中PN结型紫外探测器的性能要优于肖特基结的：首先，由于PN结型势垒高度一般大于肖特基结，所以在紫外探测时可以获得更大的光伏电压。其次，由于PN 结的空间电荷区更宽，所以在同等器件面积的前提下，可以接收更多的紫外光，提高探测性能。

参考文献：

[1]Oshima T,Okuno T,Arai N,Suzuki N,Ohira S,Fujita S 2008 Appl.Phys.Express 1 011202