[发明专利]一种异质结紫外探测器及其制备方法

说明书

本发明提供一种异质结紫外探测器，包括：衬底、制备于衬底上的ZnO薄膜层、制备于ZnO薄膜层上的非晶Ga₂O₃薄膜层以及分别制备于非晶Ga₂O₃层和ZnO薄膜层上的接触电极；ZnO薄膜层与非晶Ga₂O₃薄膜层接触面形成ZnO/非晶Ga₂O₃异质结；所述ZnO薄膜层的厚度为50～200nm；所述非晶Ga₂O₃薄膜层的厚度为100～300nm。本发明制得的异质结紫外探测器，低温生长可以改善异质结界面缺陷所带来的性能不理想问题，具备良好的载流子调控特性、响应度和稳定性，并具有自供能特性，表现出出色的紫外探测性能。整个薄膜型异质结器件制造工艺简单，所用材料容易获得，具有广阔的发展前景。

技术领域

本发明涉及紫外探测技术领域，特别涉及一种异质结紫外探测器及其制备方法。

背景技术

继激光探测和红外探测技术之后，紫外探测技术作为一个新兴军民两用技术逐渐发展起来。紫外探测技术在诸多领域里发挥着重要的作用，如导弹预警、空间探测、燃烧工程、紫外监控等。宽禁带半导体紫外探测器因其体积小、重量轻、工作时不需滤光片、无需制冷等优点，被认为是可以取代真空光电倍增管和Si基光电倍增管的第三代紫外探测器。

在众多宽禁带半导体材料中，ZnO材料作为典型的代表，具有原材料丰富，价格低廉，安全环保等优点。Ga₂O₃材料具有紫外光吸收特性，由于其合适的带隙宽度在紫外探测领域受到了广泛研究。ZnO与Ga₂O₃材料能带一宽一窄，所以非常适合构造异质结。当前，基于Ga₂O₃薄膜的异质结型紫外探测的研究，主要是在高温条件下生长的晶体Ga₂O₃薄膜，但生长温度高，生长质量会受多种因素影响，成本也相对较高。异质结的界面也会因为高温存在很多问题，如界面缺陷及界面不清晰等。

发明内容

针对上述问题，本发明提出了一种异质结紫外探测器及其制备方法。非晶Ga₂O₃材料具有均匀性好、制备温度低、容易大面积成膜等优点，所以在电学和光学中有了一定的应用，引用其性质来构造ZnO/非晶Ga₂O₃异质结，有助于改善两种材料异质结界面的问题，进而研究异质结紫外光电探测器的应用前景。

本发明提供一种异质结紫外探测器，包括：衬底、制备于衬底上的ZnO薄膜层、制备于ZnO薄膜层上的非晶Ga₂O₃薄膜层、分别制备于非晶Ga₂O₃薄膜层和ZnO薄膜层上的接触电极；所述ZnO薄膜层的厚度为100～180nm；所述非晶Ga₂O₃薄膜层的厚度为150～210nm。

优选地，所述衬底为蓝宝石衬底。

优选地，所述非晶Ga₂O₃薄膜层覆盖所述ZnO薄膜层表面的一半。

优选地，所述接触电极层材料为Au；负极制备于非晶Ga₂O₃层上，正极制备于ZnO薄膜层上；形状为圆形，厚度为10～20nm。

本发明还提供一种异质结紫外探测器的制备方法，其特征在于，

S1：准备一蓝宝石衬底，在衬底表面生长ZnO薄膜层；

S2：在所述ZnO薄膜层表面生长非晶Ga₂O₃薄膜层，ZnO薄膜层与非晶Ga2O3薄膜层的接触面形成异质结结构；