[发明专利]一种多重响应波段的半导体探测器

权利要求书

1.一种多重响应波段的半导体探测器，依次包括衬底、第一导电型氮化物半导体，InxGa1-xN/GaN量子阱，V-pits，第一Au纳米颗粒，Ga2O3/ZnO核壳结构纳米柱，第二Au纳米颗粒，SiC纳米柱核层，(Ga2O3)y/(GaN)z纳米柱壳层，第三Au纳米颗粒，第二导电型Si基板，其特征在于所述InxGa1-xN/GaN量子阱的V-pits上方依次沉积第一Au纳米颗粒，Ga2O3/ZnO核壳结构纳米柱，第二Au纳米颗粒，SiC纳米柱核层，(Ga2O3)y/(GaN)z纳米柱壳层，第三Au纳米颗粒；所述(Ga2O3)y/(GaN)z纳米柱壳层为周期性结构，周期y≥0，z≥0；所述InxGa1-xN/GaN量子阱的In组分为x，其中0≤x≤1。

2.根据权利要求1所述一种多重响应波段的半导体探测器，其特征在于：所述InxGa1-xN/GaN量子阱形成第一探测响应波段，所述第一探测响应波段为420~480nm；所述第一、第二Au纳米颗粒夹着Ga2O3/ZnO核壳结构纳米柱组成Au/Ga2O3/ZnO/Au三明治纳米结构，形成第二探测响应波段，所述第二探测响应波段为520~560 nm；所述第二、第三Au纳米颗粒夹着SiC纳米柱核层/(Ga2O3)y/(GaN)z纳米柱壳层的核壳纳米柱组成Au/SiC-(Ga2O3)y/(GaN)z/Au三明治纳米结构，与第二导电型Si基板组成Au/SiC-(Ga2O3)y/(GaN)z/Au/Si，形成第三响应波段，所述第三响应波段为360~400 nm，从而在将多重响应波段集成在单个探测器的外延结构中。

3.根据权利要求1所述一种多重响应波段的半导体探测器，其特征在于：所述第一Au纳米颗粒/Ga2O3/ZnO核壳结构纳米柱/第二Au纳米颗粒/SiC纳米柱核层/(Ga2O3)y/(GaN)z纳米柱壳层/第三Au纳米颗粒形成复合纳米结构的击穿场强大于8 Mv/cm，该复合纳米结构填充于位错线顶端，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;所述V-pits的尺寸为50~500 nm，所述第一、第二、第三Au纳米颗粒的尺寸为50~500 nm，所述Ga2O3/ZnO核壳结构纳米柱的尺寸为50~500 nm，所述SiC纳米柱核层的尺寸为50~500 nm，所述(Ga2O3)y/(GaN)z纳米柱壳层的尺寸为50~500 nm。

4.根据权利要求1所述一种多重响应波段的半导体探测器，其特征在于：所述V-pits的深度为D，所述第一Au纳米颗粒/Ga2O3/ZnO核壳结构纳米柱/第二Au纳米颗粒/SiC纳米柱核层/(Ga2O3)y/(GaN)z纳米柱壳层/第三Au纳米颗粒形成复合纳米结构的高度为H，其中H≤D，即复合纳米结构被包覆在V-pits里。

5.根据权利要求1所述一种多重响应波段的半导体探测器，其特征在于：所述第一、第二和第三Au纳米颗粒的形状为球状或半球状或椭球状。

6.根据权利要求1所述一种多重响应波段的半导体探测器，其特征在于：所述Ga2O3/ZnO核壳结构纳米柱的核层为Ga2O3,壳层为ZnO，或者核层为ZnO，壳层为Ga2O3；所述Ga2O3/ZnO核壳结构纳米柱亦可为周期结构，即（Ga2O3/ZnO）m，周期m≥1。

7.根据权利要求1所述一种多重响应波段的半导体探测器，其特征在于：所述Ga2O3/ZnO核壳结构纳米柱的Ga2O3结构包括α-Ga2O3，β-Ga2O3，γ-Ga2O3，δ-Ga2O3的任意一种或任意组合。