一种日盲紫外探测器及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种日盲紫外探测器及其制备方法，日盲紫外探测器包括衬底、设置在衬底表面的VO2层、设置在VO2层表面的Ga2O3层、设置在Ga2O3层表面的电极，电极呈梳状结构。本申请公开的上述技术方案，将异质结设置为VO2层，当VO2层温度升高时，可以直接诱导VO2层的绝缘态

【技术实现步骤摘要】
一种日盲紫外探测器及其制备方法


[0001]本专利技术涉及紫外线探测，特别涉及一种日盲紫外探测器及其制备方法，属于紫外线探测


技术介绍

[0002]日盲紫外探测技术在导弹预警、高温火焰检测、紫外通讯、生化物质检测以及空间探测等领域有着广泛的应用，在过去的几十年中，科学家们已经广泛研究了几种宽带隙半导体，与其他宽带隙半导体材料相比，Ga2O3具有比较合适的禁带宽度（4.5 eV
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4.9 eV），非常适合进行日盲紫外探测，而且无需任何额外的复杂的合金化工艺，同时拥有较高吸收系数，更高的热稳定性和化学稳定性，且具有较高的击穿场（8 MV/cm），因此 Ga2O3材料在日盲紫外探测器和高功率器件等方面的广阔前景引起了科研人员的广泛关注，随着柔性光电器件和大面积光伏器件的发展，迫切需要低成本，制备工艺简单，大面积生产，制备温度低的材料，由于非晶Ga2O3（a
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Ga2O3）制备技术要求较低，且光电性能优异，因此受到越来越多的关注，尽管有的已经报道的a
‑
Ga2O3探测器内部缺陷增益使其获得较高的响应度，但是同时由于内部缺陷可以引起持续光电导效应并导致探测器的响应速度非常慢，较慢的响应速度使其无法满是现代高频信号探测的需求，最近，节能成为全世界最重要的问题之一，自供能探测器由于可以在没有任何外部电源的情况下工作而受到越来越多的关注，传统自供能光电探测器主要基于PN结、异质结和肖特基结构成，而且结型探测器可以实现较快的响应速度，由于缺乏可靠的p型a
‑/>Ga2O3材料，而且由两种或更多种具有不同带隙的半导体组成的异质结构有望实现单材料系统无法实现的应用，所以异质结可能是制造a
‑
Ga2O3日盲光电探测器的理想结构，而传统的的探测结构无法获得异质结，从而导致自供能探测器效果较差。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在提供一种日盲紫外探测器及其制备方法，本申请通过VO2薄膜代替传统的半导体薄膜材料，利用VO2绝缘
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金属可逆相变特性，增加调控探测器的光电特性的手段，Ga2O3是一种 n 型半导体，其体材料的带隙约为 4.5
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4.9 eV；VO2 也是一种 n 型半导体，其带隙约为 0.6 eV，当两种电子导电的 n 型半导体复合就会形成一种Ⅱ型异质结，并且由于两种半导体带隙的突变，异质结就会具有明显的整流特性，另外VO2是一种相变材料，在68℃以上会从半导体相转变为金属相，从而Ga2O3与VO2就会形成肖特基结从而解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种自供能日盲紫外探测器，其特征在于，包括：衬底；设置在所述衬底表面的VO2薄膜，所述VO2薄膜退火处理；设置在所述VO2薄膜表面的a
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Ga2O3薄膜；
设置在所述a
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Ga2O3薄膜表面的梳状电极。
[0005]优选的，所述VO2薄膜的厚度为100~300nm。
[0006]优选的，所述VO2薄膜的退火温度为300~400℃。
[0007]优选的，所述a
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Ga2O3薄膜的厚度为100~300nm。
[0008]优选的，所述梳状电极选自Au电极。
[0009]优选的，所述两个指间距≤1μm。
[0010]优选的，包括以下使用步骤：（1）在衬底表面制备VO2薄膜，且VO2薄膜采用射频磁控溅射技术制备；（2）将所述VO2薄膜退火处理，且退火处理的温度为300~400℃；（3）在所述VO2薄膜表面采用射频磁控溅射技术制备a
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Ga2O3薄膜，采用射频磁控溅射技术；（4）在所述a
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Ga2O3薄膜表面制备电极，得到日盲紫外探测器。
[0011]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术提供的日盲紫外光电探测器含有VO2薄膜，利用特殊的绝缘
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金属可逆相变特性，增加了增加调控探测器的光电特性的手段，能够使得到的探测器灵敏度高、响应度速度快；同时具有自供能特性,因此，本专利技术提供的紫外光探测器灵敏度高、响应度速度快，自供能特性。
附图说明
[0012]图1为本专利技术实施例提供的日盲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日盲紫外探测器的制备方法的流程图；图3为本专利技术实施例制备得到的VO2薄膜电阻与温度变化关系图；图4为本专利技术实施例制备得到的VO2薄膜透过率随温度变化图；图5为本专利技术实施例制备得到的日盲紫外探测器的电流
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时间（It）特性曲线。
具体实施方式
[0013]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0014]请参阅图1
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5，本专利技术提供了一种日盲紫外探测器，包括：衬底；设置在所述衬底表面的VO2薄膜；设置在所述VO2表面的a
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Ga2O3薄膜；设置在所述a
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Ga2O3薄膜表面的梳状电极。
[0015]本专利技术提供的紫外探测器包括衬底。本专利技术对所述衬底没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的制备紫外探测器所用的衬底即可。在本专利技术中，所述衬底优选为蓝宝石衬底、石英衬底等，更优选为蓝宝石衬底，最优选为C面宝石蓝衬底，本专利技术对所述衬底的厚度没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的紫外探测器中的衬底厚度即可。在本发
明中，所述衬底的厚度优选为400~450μm，更优选为420~440μm，最优选为430μm。
[0016]本专利技术提供的紫外探测器包括设置在所述衬底表面的VO2薄膜，所述VO2薄膜为相变薄膜，在本专利技术中，所述VO2薄膜的厚度优选为100~300nm，更优选为150~250nm，最优选为200nm。
[0017]在本专利技术中，设置在所述VO2表面的a
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Ga2O3薄膜，所述a
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Ga2O3薄膜厚度优选为100~300nm，更优选为150~250nm，最优选为200nm。
[0018]在本专利技术中，所述梳状电极指间距为10μm，更优选为8μm，最优选为5μm。
[0019]在本专利技术中，所述衬底与上述技术方案所述的衬底一致，在此不再赘述，本专利技术优选采用射频磁控溅射技术在C面蓝宝石衬底表面制备VO2薄膜。本专利技术对所述射频磁控溅射技术的具体方法没有特殊的限制，按照本领域技术人员熟知的射频磁控溅射技术制备VO2薄膜的技术方案制备即可。在本专利技术中，所述衬底与上述技术方案所述的衬底一致，在此不再赘述。在本专利技术中，所述射频磁控溅射技术制备VO2薄膜过程中的钒靶材的射频功率优选为180~220W，更优选为190~210W，最优选为200W。在本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自供能日盲紫外探测器，其特征在于，包括：衬底；设置在所述衬底表面的VO2薄膜，所述VO2薄膜退火处理； 设置在所述VO2薄膜表面的a
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Ga2O3薄膜；设置在所述a
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Ga2O3薄膜表面的梳状电极。2.根据权利要求1所述的一种自供能日盲紫外探测器，其特征在于，所述VO2薄膜的厚度为100~300nm。3.根据权利要求1所述的一种自供能日盲紫外探测器，其特征在于，所述VO2薄膜的退火温度为300~400℃。4.根据权利要求1所述的一种自供能日盲紫外探测器，其特征在于，所述a
‑
Ga2O3薄膜的厚度为100~300nm。5....

【专利技术属性】
技术研发人员：周长祺，路远，冯云松，吴昌，金伟，陈友才，马宏宇，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：