[发明专利]深紫外探测器及其制备方法

说明书

本发明涉及一种深紫外探测器及其制备方法。深紫外探测器包括：衬底、设置于衬底上的多晶氮化铝薄膜层、设置于多晶氮化铝薄膜层上的电极层。本发明制备方法为：在衬底上以铝源、氮气气体源，通过分子束外延方法生长多晶氮化铝薄膜，在多晶氮化铝薄膜表面制备电极层，在电极层上按压铟粒。本发明的深紫外探测器具有量子效率高、光响应速度快、暗电流低。本发明的深紫外探测器的制备方法制备工艺简单、便于操作，易于大规模产业化应用。

技术领域

本发明属于半导体探测技术领域，具体涉及一种深紫外探测器及其制备方法。

背景技术

深紫外光电探测器由于不受太阳光的干扰，能在阳光环境条件下对深紫外光信号进行探测，因而在军事、国防和科研领域具有非常重要的应用。目前商用的深紫外探测器主要有硅探测器、光电倍增管和半导体探测器。硅基深紫外光电管需要滤光片，光电倍增管需要在高压下工作，而且体积大、效率低、易损坏。半导体材料相对于传统的深紫外探测器具有携带方便、造价低廉、响应度高等优点而受到了广泛的关注。

Ⅲ族氮化物(主要包括氮化镓、氮化铝、氮化铟及其合金)具有直接带隙的能带结构、电子漂移饱和速度高、介电常数小及导热性好等特点，长期以来都被认为是制备光电器件的理想材料。现存全部半导体材料中，氮化铝具有超过6eV的直接能量带隙，具有高击穿场强、高导热率、高化学和热稳定性以及良好的光学和力学性能，能够用于研制波长短达200nm的深紫外光源及探测器，因此在军用及民用领域具有广泛的应用前景，在某些极限应用具有不可替代的优势。氮化铝在光电探测器等领域有着广阔的应用前景。然而由于优质氮化铝薄膜的制备比较困难，导致高性能的氮化铝探测器一直难以突破，这也使得氮化铝薄膜的光电器件一直处在研发的初始阶段，因此制备一种高性能的氮化铝探测器对于制备光电器件具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种深紫外探测器。该深紫外探测器具有光响应速度快，截止边陡峭的特点。

本发明的目的还在于提供制备所述的一种深紫外探测器的方法。该制备方法工艺简单，省时高效。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种深紫外探测器，包括：衬底、设置于所述衬底上的多晶氮化铝薄膜层、设置于所述多晶氮化铝薄膜层上的电极层。

进一步地，所述多晶氮化铝薄膜层为C轴取向的多晶氮化铝；所述深紫外探测器的光响应截止边在200～250nm，所述深紫外探测器的响应速度为10～100μs。

进一步地，所述衬底的材料为蓝宝石、表面覆盖二氧化硅层的硅片或者玻璃。

进一步地，所述多晶氮化铝薄膜层的厚度为100～500nm，吸收截止边为190～230nm。

进一步地，所述电极层为不连续电极层，厚度为30～100nm。

进一步地，所述不连续电极层为叉指电极、嵌套的环形电极或并列的方形电极。

进一步地，所述叉指电极的叉指间距为10μm，叉指宽度为10μm，叉指对数为25对，叉指长度为500μm；所述叉指电极的材料为金。

一种深紫外探测器的方法，包括如下步骤：

S1、对所述衬底进行清洗、吹干；

S2、以铝源、氮气气体源，在分子束外延生长室中生长多晶氮化铝薄膜；

S3、在所述多晶氮化铝薄膜的表面制备所述电极层；

S4、在所述电极层上按压铟粒。