[发明专利]一种基于氧化镓异质结构的日盲紫外探测器及制备方法

说明书

本发明公开了一种基于氧化镓异质结构的日盲紫外探测器及制备方法，所述探测器依次包括蓝宝石衬底，置于蓝宝石衬底上方的β‑Ga₂O₃光吸收层，置于β‑Ga₂O₃光吸收层上方的SSO层，置于SSO层上方的第一测试电极以及置于β‑Ga₂O₃光吸收层上方的第二测试电极；其中于β‑Ga₂O₃光吸收层与SSO层，形成β‑Ga₂O₃/SSO异质结，构成内界电场，以分离光生载流子。所制备的氧化镓基紫外探测器性能稳定，灵敏度高，响应速度快，具有自供电性能可实现对波长小于280nm的日盲紫外光的有效探测，在高压电晕检测领域具有很大的应用前景。

技术领域

本发明涉及光电探测技术领域，具体涉及到一种基于氧化镓异质结构的日盲紫外探测器及制备方法。

背景技术

氧化镓(Ga₂O₃)禁带宽度为4.2-5.3eV(不同晶体结构，光学各向异性表现为不同的带隙)，是一种直接带隙的Ⅲ-VI族宽带隙半导体材料，具有带隙大、击穿电场强度高、饱和电子漂移速度快、热导率大、介电常数小、抗辐射能力强，具有良好的化学稳定性，在日盲光电探测器领域有着广泛的应用，尤其是在高压电晕检测领域前景光明。

目前，基于Ga₂O₃的日盲光电探测器因其高光敏性和低误报率而受到广泛关注，在军事和民用领域都具有广阔的应用前景。虽然一些研究集中在光电导型Ga₂O₃太阳隐蔽光电探测器,设备结构简单,易于集成,一些缺点阻止他们被广泛使用,如缓慢的反应速度,更大的暗电流,需要外部电源等。光伏型光探测器(均质结、异质结和肖特基结)利用结效应提高光探测性能，可以在无功率的情况下工作，很好地满足了开发低能耗新一代器件的目标。虽然基于同种结Ga₂O₃ p-n结的器件理论上具有良好的光探测性能，但由于自补偿效应，尚未获得p型Ga₂O₃。由于异质结结光电探测器具有灵敏度高、响应速度快、制备工艺简单等特点，已经开发出了大量Ga₂O₃基异质结型光电探测器。

为了提高探测器的光电性能的技术难题，很多企业和科研院所进行了大量的研究，但并没有达到预期的效果，因此如何解决上述问题对于氧化镓日盲紫外探测器在高压电晕检测领域的应用有着重要实现意义。

发明内容

为了克服上述现有技术中的缺陷，本发明提供了一种基于氧化镓异质结构的日盲紫外探测器及制备方法，利用溶液处理的SrSnO₃纳米粒子与Ga₂O₃通过简单的溶液处理方法构建了一种异质结太阳盲光电探测器，通过对SrSnO₃在氧气氛中退火，并进行Y元素掺杂，构建SSO层，以减少氧空位，提高其电导率。

技术方案

一种基于氧化镓异质结构的日盲紫外探测器，包括蓝宝石的衬底，置于所述衬底上方的β-Ga₂O₃薄膜，置于所述β-Ga₂O₃薄膜上方的SSO层，置于所述SSO层上的第一测试电极，置于所述SSO层一侧且位于所述β-Ga₂O₃薄膜上的第二测试电极，所述β-Ga₂O₃薄膜与所述SSO层形成β-Ga₂O₃/SSO异质结，构成内界电场，以分离光生载流子。

优选地，所述β-Ga₂O₃薄膜的厚度为300～700nm，所述SSO层的厚度为50～300nm。