一种氧化镓肖特基结紫外探测器及制备方法技术

本发明专利技术涉及一种氧化镓肖特基结紫外探测器及制备方法，探测器包括：氧化镓衬底、氧化镓

【技术实现步骤摘要】
一种氧化镓肖特基结紫外探测器及制备方法


[0001]本专利技术属于半导体器件
，具体涉及一种氧化镓肖特基结紫外探测器及制备方法。

技术介绍

[0002]太阳光是自然界最主要的紫外光源，UVC波段有一段波长范围的光在通过大气层时，会被平流层中的臭氧强烈的吸收，因而在近地大气中几乎不存在，这段区域称为日盲波段(240～280nm)。由于日盲波段内几乎没有自然光背景辐射的干扰，该波段被广泛作为紫外探测器的响应波段，具有极低的误报率。紫外探测技术是继红外和激光探测技术之后发展起来的光电探测技术，其技术关键是研制出高灵敏度、低噪声的紫外探测器。
[0003]随着第三代宽禁带半导体的研究深入，碳化硅(SiC)作为宽禁带半导体材料的典型代表，以其材料成熟度高、禁带宽度大(3.26eV)、击穿电场高(3.0MV/cm)、饱和电子漂移速度大(2.0
×
107cm/s)和热导率高等多方面性能优势成为制备紫外探测器的首选材料。以碳化硅为代表的宽禁带半导体紫外探测器，对可见光不响应，具有天然的可见光盲特性。
[0004]然而，虽然基于碳化硅的紫外探测器对可见光和红外光不响应，能够大幅度减小背景噪声，但是对紫外波段的响应却不具有选择性，也即不具有“日盲”特性，导致紫外探测器的灵敏度较低，这大大限制了SiC紫外探测器在很多重要领域的应用。

技术实现思路

[0005]为了解决现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供了一种氧化镓肖特基结紫外探测器及制备方法。本专利技术要解决的技术问题通过以下技术方案实现：
[0006]本专利技术实施例提供了一种氧化镓肖特基结紫外探测器，包括：氧化镓衬底、氧化镓
‑
镓纳米粒子复合有源层、若干肖特基接触电极、欧姆接触电极和若干金属导电电极，其中，
[0007]所述氧化镓
‑
镓纳米粒子复合有源层位于所述氧化镓衬底上，若干所述肖特基接触电极间隔分布在所述氧化镓
‑
镓纳米粒子复合有源层的表层中，若干金属导电电极间隔分布在所述氧化镓
‑
镓纳米粒子复合有源层的表面上，所述欧姆接触电极位于所述氧化镓衬底下。
[0008]在本专利技术的一个实施例中，所述氧化镓衬底的厚度为0.05～1mm，材料为n+Ga2O3，掺杂浓度为1
×
10
18
～1
×
10
20
cm
‑3；所述氧化镓
‑
镓纳米粒子复合有源层的厚度为0.1～0.4μm。
[0009]在本专利技术的一个实施例中，所述氧化镓
‑
镓纳米粒子复合有源层包括若干氧化镓外延层和若干镓金属层，其中，若干所述氧化镓外延层和若干所述镓金属层依次交替层叠，且所述镓金属层位于相邻两层所述氧化镓外延层之间。
[0010]在本专利技术的一个实施例中，所述氧化镓外延层的数量均为2层，所述镓金属层的数量均为1层，所述镓金属层位于两层所述氧化镓外延层之间。
[0011]在本专利技术的一个实施例中，所述镓金属层包括至少一层镓金属纳米粒子。
[0012]在本专利技术的一个实施例中，所述镓金属纳米粒子的直径为5～50nm。
[0013]在本专利技术的一个实施例中，所述氧化镓外延层的掺杂浓度小于1
×
10
15
cm
‑3。
[0014]在本专利技术的一个实施例中，还包括钝化层，所述钝化层位于所述金属导电电极和所述氧化镓
‑
镓纳米粒子复合有源层之间，且位于相邻两个所述肖特基接触电极之间。
[0015]本专利技术的另一个实施例提供了一种氧化镓肖特基结紫外探测器的制备方法，包括步骤：
[0016]S1、在氧化镓衬底上外延生长氧化镓
‑
镓纳米粒子复合有源层；
[0017]S2、在所述氧化镓
‑
镓纳米粒子复合有源层上淀积钝化层；
[0018]S3、去除若干肖特基接触电极区域的所述钝化层，并对器件进行原位氧化，在所述氧化镓衬底和若干所述肖特基接触电极区域的表面形成氧化膜；
[0019]S4、去除所述氧化镓衬底下表面的所述氧化膜，并在所述氧化镓衬底的下表面制备欧姆接触电极；
[0020]S5、去除若干所述肖特基接触电极区域表面的所述氧化膜，并在若干所述肖特基接触电极区域淀积肖特基接触金属，形成位于所述氧化镓
‑
镓纳米粒子复合有源层表层中的若干肖特基接触电极；
[0021]S6、在所述氧化镓
‑
镓纳米粒子复合有源层表面上淀积金属导电电极,使得所述金属导电电极间隔分布。
[0022]在本专利技术的一个实施例中，步骤S1包括步骤：
[0023]S11、在所述氧化镓衬底上外延生长氧化镓外延层；
[0024]S12、在所述氧化镓外延层上沉积镓金属层；
[0025]S13、重复步骤S11和步骤S12，使得所述镓金属层位于相邻两层所述氧化镓外延层之间；
[0026]S14、对器件进行退火处理，形成所述氧化镓
‑
镓纳米粒子复合有源层。
[0027]与现有技术相比，本专利技术的有益效果：
[0028]本专利技术的氧化镓肖特基结紫外探测器在紫外光的照射下，镓纳米粒子产生等离激元共振效应，使得镓纳米粒子表面电场增强，散射截面增大，与氧化剂材料之间发生能量及热电子转移，可以大幅增强氧化镓基探测器对日盲光的探测能力，提升探测器的响应灵敏度。
附图说明
[0029]图1为本专利技术实施例提供的一种氧化镓肖特基结紫外探测器的结构示意图；
[0030]图2为本专利技术实施例提供的另一种氧化镓肖特基结紫外探测器的结构示意图；
[0031]图3为本专利技术实施例提供的一种氧化镓肖特基结紫外探测器的制备方法的流程示意图；
[0032]图4a
‑
图4i为本专利技术实施例提供的一种氧化镓肖特基结紫外探测器的制备方法的过程示意图。
具体实施方式
[0033]下面结合具体实施例对本专利技术做进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。
[0034]实施例一
[0035]请参见图1，图1为本专利技术实施例提供的一种氧化镓肖特基结紫外探测器的结构示意图。该氧化镓肖特基结紫外探测器包括氧化镓衬底1、氧化镓
‑
镓纳米粒子复合有源层2、若干肖特基接触电极3、欧姆接触电极4和若干金属导电电极5。
[0036]其中，氧化镓
‑
镓纳米粒子复合有源层2位于氧化镓衬底1上，若干肖特基接触电极3间隔分布在氧化镓
‑
镓纳米粒子复合有源层2的表层中，若干金属导电电极5间隔分布在氧化镓
‑
镓纳米粒子复合有源层2的表面上，欧姆接触电极4位于氧化镓衬底1下。进一步的，若干金属导电电极5可以覆盖相邻两个肖特基电极3的边缘位置，与肖特基电极3接触，也可以位于相邻两个肖特基电极3之间，不本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氧化镓肖特基结紫外探测器，其特征在于，包括：氧化镓衬底(1)、氧化镓
‑
镓纳米粒子复合有源层(2)、若干肖特基接触电极(3)、欧姆接触电极(4)和若干金属导电电极(5)，其中，所述氧化镓
‑
镓纳米粒子复合有源层(2)位于所述氧化镓衬底(1)上，若干所述肖特基接触电极(3)间隔分布在所述氧化镓
‑
镓纳米粒子复合有源层(2)的表层中，若干金属导电电极(5)间隔分布在所述氧化镓
‑
镓纳米粒子复合有源层(2)的表面上，所述欧姆接触电极(4)位于所述氧化镓衬底(1)下。2.根据权利要求1所述的氧化镓肖特基结紫外探测器，其特征在于，所述氧化镓衬底(1)的厚度为0.05～1mm，材料为n+Ga2O3，掺杂浓度为1
×
10
18
～1
×
10
20
cm
‑3；所述氧化镓
‑
镓纳米粒子复合有源层(2)的厚度为0.1～0.4μm。3.根据权利要求1所述的氧化镓肖特基结紫外探测器，其特征在于，所述氧化镓
‑
镓纳米粒子复合有源层(2)包括若干氧化镓外延层(21)和若干镓金属层(22)，其中，若干所述氧化镓外延层(21)和若干所述镓金属层(22)依次交替层叠，且所述镓金属层(22)位于相邻两层所述氧化镓外延层(21)之间。4.根据权利要求3所述的氧化镓肖特基结紫外探测器，其特征在于，所述氧化镓外延层(21)的数量均为2层，所述镓金属层(22)的数量均为1层，所述镓金属层(22)位于两层所述氧化镓外延层(21)之间。5.根据权利要求3所述的氧化镓肖特基结紫外探测器，其特征在于，所述镓金属层(22)包括至少一层镓金属纳米粒子。6.根据权利要求5所述的氧化镓肖特基结紫外探测器，其特征在于，所述镓金属纳米粒子的直径为5～50nm。7.根据权利要求3所述的氧化镓...

【专利技术属性】
技术研发人员：李京波，王小周，赵艳，齐红基，高歌，
申请(专利权)人：浙江芯国半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：