[发明专利]一种基于核-壳纳米柱阵列的深紫外探测器及其制备方法

权利要求书

1.一种基于核-壳纳米柱阵列的深紫外探测器，其特征在于：包括衬底和位于衬底之上的氮化镓层；所述氮化镓层的上半部分形成氮化镓纳米柱阵列，所述氮化镓纳米柱阵列与包覆其上表面外的氧化镓层构成核-壳纳米柱阵列异质结；金属电极分别设在所述氮化镓层和所述氧化镓层表面的电极区域，并形成肖特基接触。

2.根据权利要求1所述的一种基于核-壳纳米柱阵列的深紫外探测器，其特征在于：所述衬底为同质衬底氮化镓或异质衬底氮化铝单晶或蓝宝石或碳化硅或单晶硅。

3.根据权利要求1所述的一种基于核-壳纳米柱阵列的深紫外探测器，其特征在于：所述氮化镓层厚度为4-4.5um。

4.根据权利要求1所述的一种基于核-壳纳米柱阵列的深紫外探测器，其特征在于：所述氮化镓/氧化镓异质结纳米柱直径为300nm-2um。

5.根据权利要求1所述的一种基于核-壳纳米柱阵列的深紫外探测器，其特征在于：所述氧化镓层厚度为10nm-300nm。

6.根据权利要求1所述的一种基于核-壳纳米柱阵列的深紫外探测器，其特征在于：所述金属电极为同质的Ni/Au或Ti/Au或Cr/Au组合中的金属复合层中的一种。

7.一种基于核-壳纳米柱阵列的深紫外探测器的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)运用金属有机物化学气相沉积在同质或异质衬底上生长氮化镓；

(2)利用等离子体增强化学的气相沉积在氮化镓表面生长二氧化硅掩膜层；

(3)在二氧化硅掩膜层表面提拉形成聚苯乙烯微纳球模板，运用氧等离子体轰击上述微纳球模板表面，获得尺寸和周期可控的微纳球阵列；

(4)采用反应耦合等离子体刻蚀形成阵列分布的二氧化硅掩膜层；通过四氢呋喃溶液去除二氧化硅掩膜层表面的聚苯乙烯微纳球模板；

(5)通过反应耦合等离子体刻蚀含有二氧化硅掩膜层的氮化镓膜层；经湿法腐蚀去除二氧化硅掩膜层形成氮化镓纳米柱阵列；

(6)经1-10小时氧化，在氮化镓纳米柱阵列表层氧化得氧化镓膜层，并形成氮化镓/氧化镓核-壳纳米柱阵列异质结；

(7)第一次光刻处理露出氧化镓层窗口，经反应耦合等离子体刻蚀窗口处氧化镓至氮化镓层；

(8)第二次光刻处理得到所述氧化镓层表面和上述氮化镓层表面的待沉积金属电极的具体位置；

(9)利用磁控溅射技术分别在上述待沉积金属电极的具体位置同时沉积金属电极，在氮气氛围下快速热退火，金属电极分别与氮化镓和氧化镓形成肖特基接触。

8.根据权利要求7所述的一种基于核-壳纳米柱阵列的深紫外探测器的制备方法，其特征在于，所述氮化镓层厚度为4-4.5um。

9.根据权利要求7所述的一种基于核-壳纳米柱阵列的深紫外探测器的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，微纳球直径可调控范围为300nm-2μm。