[发明专利]一种高光谱选择性和高灵敏度紫外探测器及其制备方法

摘要

本发明涉及一种紫外探测器，具体是指一种高光谱选择性和高灵敏度紫外探测器及其制备方法。本发明是通过激光分子束外延技术在n型4H‑SiC衬底上沉积一层β‑Ga2O3薄膜，然后利用掩膜版并通过射频磁控溅射技术在n型4H‑SiC衬底和β‑Ga2O3薄膜上沉积一层Ti/Au薄膜作为电极使用。本发明的优点是所制备的紫外探测器性能稳定，对特定波长的紫外光谱具有高度选择性和高灵敏度，暗电流小，可应用于火灾报警、高压线电晕以及特定波长光谱的探测；另外，该制备方法具有工艺可控性强，操作简单，普适性好，且重复测试具有可恢复性等特点，具有很大的应用前景。

主权项

一种高光谱选择性和高灵敏度紫外探测器，其特征在于由β‑Ga2O3薄膜、n型4H‑SiC衬底以及Ti/Au薄膜电极组成；所述的β‑Ga2O3薄膜厚度为200‑300nm，所述的n型4H‑SiC衬底作为制备β‑Ga2O3薄膜的衬底，所述的β‑Ga2O3薄膜面积为n型4H‑SiC衬底面积的一半，所述的Ti/Au薄膜电极的位于Ga2O3薄膜和n型4H‑SiC衬底表面，形状为直径200微米的圆形，Ti薄膜电极厚度为20‑40nm， Au薄膜电极在Ti薄膜电极的上方，厚度为80‑100 nm；所述高光谱选择性和高灵敏度紫外探测器的制备方法如下：1)n型4H‑SiC衬底预处理：将n型4H‑SiC衬底放入V(HF):V(H2O2)=l:5的溶液中浸泡以去除自然氧化层，然后用丙酮、乙醇和去离子水分别超声清洗，并真空干燥；2)放置靶材和衬底：把Ga2O3靶材放置在激光分子束外延系统的靶台位置，将步骤1）处理后的n型4H‑SiC衬底固定在样品托上，放进真空腔；3)β‑Ga2O3薄膜沉积过程：先将腔体抽真空，通入氧气，调整真空腔内的压强，加热n型4H‑SiC衬底，生长β‑Ga2O3薄膜，待薄膜生长完毕，继续通入氧气，调整真空腔内的压强，对所得β‑Ga2O3薄膜进行原位退火；其中，Ga2O3靶材与n型4H‑SiC衬底的距离设定为5厘米，抽真空后腔体压强为1×10−6 Pa，加热n型4H‑SiC衬底时腔体压强为1×10−3 Pa，β‑Ga2O3薄膜进行原位退火时腔体压强为1‑2Pa，激光能量为200 mJ/cm2，激光脉冲频率为1Hz，激光的波长为248 nm，n型4H‑SiC衬底的加热温度为700‑800℃，β‑Ga2O3薄膜的退火温度为700‑800 ℃，退火时间为1‑2小时；4)器件电极的制备：利用掩膜版并通过射频磁控溅射技术在Ga2O3薄膜和n型4H‑SiC衬底上面沉积一层Ti/Au薄膜作为测量电极。