一种双峰值异质结紫外探测器及制备方法技术

本发明专利技术涉及一种双峰值异质结紫外探测器及制备方法，探测器包括镜面反射层、4H

【技术实现步骤摘要】
一种双峰值异质结紫外探测器及制备方法


[0001]本专利技术属于微电子
，具体涉及一种双峰值异质结紫外探测器及制备方法。

技术介绍

[0002]紫外探测器是一种能够将紫外光信号转换成电信号的器件，紫外光电探测器在国防、紫外天文学、环境监测、火灾探测、涡轮引擎燃烧效率监测、可燃气体成分分析和生物细胞癌变检测等方面有着广阔的前景，是近年来国际上光电探测领域的热点。随着第三代宽带隙半导体材料的出现，特别是4H
‑
SiC材料，由于其具有宽带隙、高临界击穿电场和高热导率等特点，因此利用其制备的紫外光电探测器的出现推动了紫外探测技术的发展。
[0003]传统紫外半导体器件往往在某一小范围波段才有足够的响应，通过对器件的设计调整能提升峰值响应。但在实际应用中往往要求的是范围波段的探测能力，而现有探测器响应峰值单一，总体大范围响应较小，不仅如此，再结合高温等恶劣的工作环境，能够满足多响应峰需求的器件少之又少。

技术实现思路

[0004]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双峰值异质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：本专利技术实施例提供了一种双峰值异质结紫外探测器，包括：镜面反射层、4H
‑
SiC衬底层、4H
‑
SiC外延层、β
‑
Ga2O3外延功能层、第一界面缓冲层、第二界面缓冲层和透明电极，其中，所述镜面反射层、所述4H
‑
SiC衬底层和所述4H
‑
SiC外延层依次层叠；所述β
‑
Ga2O3外延功能层位于所述4H
‑
SiC外延层的部分表面上；所述第二界面缓冲层位于所述4H
‑
SiC外延层的另一部分表面上，且其侧面与所述β
‑
Ga2O3外延功能层的侧面相接触；所述第一界面缓冲层位于所述β
‑
Ga2O3外延功能层上；所述透明电极位于所述第一界面缓冲层和所述第二界面缓冲层上，且位于第二界面缓冲层上的所述透明电极的侧面与所述β
‑
Ga2O3外延功能层的侧面相接触。
[0005]在本专利技术的一个实施例中，所述镜面反射层的材料包括银，厚度为150
‑
250nm。
[0006]在本专利技术的一个实施例中，所述4H
‑
SiC衬底层的厚度为300
‑
500μm，材料包括N+SiC，掺杂元素包括氮离子，掺杂浓度为5
×
10
19 cm
‑3。
[0007]在本专利技术的一个实施例中，所述4H
‑
SiC外延层的厚度为6
‑
14μm，材料包括N
‑
SiC，掺杂元素包括氮离子，掺杂浓度为2
×
10
16 cm
‑3。
[0008]在本专利技术的一个实施例中，所述β
‑
Ga2O3外延功能层的厚度为400
‑
600nm，材料包括N型β
‑
Ga2O3，掺杂浓度为1
×
10
17 cm
‑3。
[0009]在本专利技术的一个实施例中，所述第一界面缓冲层的材料为Ga2O3，厚度为2
‑
10nm。
[0010]在本专利技术的一个实施例中，所述第二界面缓冲层的材料为SiO2，厚度为2
‑
10nm。
[0011]在本专利技术的一个实施例中，所述透明电极的材料包括FTO，厚度为10~15nm。
[0012]本专利技术的另一个实施例提供了一种双峰值异质结紫外探测器的制备方法，包括步骤：S1、在4H
‑
SiC衬底层表面生长4H
‑
SiC外延层；S2、在所述4H
‑
SiC衬底层背面生长镜面反射层；S3、在所述4H
‑
SiC外延层的一部分表面生长β
‑
Ga2O3外延功能层；S4、对所述β
‑
Ga2O3外延功能层和所述4H
‑
SiC外延层进行预处理，在所述β
‑
Ga2O3外延功能层表面氧化形成第一界面缓冲层，在所述4H
‑
SiC外延层表面氧化形成第二界面缓冲层，且使得所述第二界面缓冲层的侧面与所述β
‑
Ga2O3外延功能层的侧面相接触；S5、在所述第一界面缓冲层和所述第二界面缓冲层上制备透明电极，使得位于第二界面缓冲层上的所述透明电极的侧面与所述β
‑
Ga2O3外延功能层的侧面相接触。
[0013]在本专利技术的一个实施例中，对所述β
‑
Ga2O3外延功能层和所述4H
‑
SiC外延层进行预处理，包括：利用氧的等离子体方法对所述β
‑
Ga2O3外延功能层和所述4H
‑
SiC外延层进行预处理。
[0014]与现有技术相比，本专利技术的有益效果：1、本专利技术的紫外探测器通过设置4H
‑
SiC外延层和β
‑
Ga2O3外延功能层，不同材料对应不同波段的紫外响应峰值，两者结合拓宽了探测器的响应范围，使得探测器出现双峰拉宽高响应度范围，提升了探测器在日盲波段的响应度。
[0015]2、本专利技术的紫外探测器中设置4H
‑
SiC外延层、β
‑
Ga2O3外延功能层和FTO透明电极，这些材料是面对高温的优秀半导体材料，使得探测器可应用于高温条件。
附图说明
[0016]图1为本专利技术实施例提供的一种双峰值异质结紫外探测器的结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的一种双峰值异质结紫外探测器的制备方法的流程示意图。
具体实施方式
[0017]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。
[0018]实施例一请参见图1，图1为本专利技术实施例提供的一种双峰值异质结紫外探测器的结构示意图。该紫外探测器包括镜面反射层1、4H
‑
SiC衬底层2、4H
‑
SiC外延层3、β
‑
Ga2O3外延功能层4、第一界面缓冲层5、第二界面缓冲层6和透明电极7。
[0019]具体的，镜面反射层1、4H
‑
SiC衬底层2和4H
‑
SiC外延层3外延层依次层叠。β
‑
Ga2O3外延功能层4位于4H
‑
SiC外延层3的部分表面上。第二界面缓冲层6位于4H
‑
SiC外延层3的另一部分表面上，且其侧面与β
‑
Ga2O3外延功能层4的侧面相接触。第一界面缓冲层5位于β
‑
Ga2O3外延功能层4上。透明电极7位于第一界面缓冲层5和第二界面缓冲层6上，且位于第二
界面缓冲层本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双峰值异质结紫外探测器，其特征在于，包括：镜面反射层(1)、4H
‑
SiC衬底层(2)、4H
‑
SiC外延层(3)、β
‑
Ga2O3外延功能层(4)、第一界面缓冲层(5)、第二界面缓冲层(6)和透明电极(7)，其中，所述镜面反射层(1)、所述4H
‑
SiC衬底层(2)和所述4H
‑
SiC外延层(3)依次层叠；所述β
‑
Ga2O3外延功能层(4)位于所述4H
‑
SiC外延层(3)的部分表面上；所述第二界面缓冲层(6)位于所述4H
‑
SiC外延层(3)的另一部分表面上，且其侧面与所述β
‑
Ga2O3外延功能层(4)的侧面相接触；所述第一界面缓冲层(5)位于所述β
‑
Ga2O3外延功能层(4)上；所述透明电极(7)位于所述第一界面缓冲层(5)和所述第二界面缓冲层(6)上，且位于第二界面缓冲层(6)上的所述透明电极(7)的侧面与所述β
‑
Ga2O3外延功能层(4)的侧面相接触。2.根据权利要求1所述的双峰值异质结紫外探测器，其特征在于，所述镜面反射层(1)的材料包括银，厚度为150
‑
250nm。3.根据权利要求1所述的双峰值异质结紫外探测器，其特征在于，所述4H
‑
SiC衬底层(2)的厚度为300
‑
500μm，材料包括N+SiC，掺杂元素包括氮离子，掺杂浓度为5
×
10
19 cm
‑3。4.根据权利要求1所述的双峰值异质结紫外探测器，其特征在于，所述4H
‑
SiC外延层(3)的厚度为6
‑
14μm，材料包括N
‑
SiC，掺杂元素包括氮离子，掺杂浓度为2
×
10
16 cm
‑3。5.根据权利要求1所述的双峰值异质结紫外探测器，其特征在于，所述β
‑
Ga2O3外延功能层(4)的厚度为400
‑
600nm，材料...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤晓燕，杜丰羽，宋庆文，张玉明，袁昊，田鸿昌，
申请(专利权)人：陕西半导体先导技术中心有限公司，
类型：发明
国别省市：