一种具有光吸收增强作用的氧化镓日盲光电探测器结构及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种具有光吸收增强作用的氧化镓纳米孔阵列日盲光电探测器结构及其制备方法，由下自上依次包括绝缘衬底、氧化镓薄膜、纳米孔阵列以及金属电极。本发明专利技术通过在氧化镓薄膜表面构建纳米孔阵列结构，使得光在表面孔结构中进行多次反射，增强了光的反射次数，增强了材料对光的吸收率。此外孔结构的加入在氧化镓与空气之间引入了折射率梯度，有效降低器件表面对光的反射率，从而增强器件对光的吸收率，提高了器件性能。本发明专利技术使用Ga离子束进行刻蚀，能够在不需要引入硬掩膜和杂质离子的情况下获得纳米孔阵列，工艺较为简单，并且高能Ga离子束在氧化镓表面所引起的表面缺陷可通过快速热退火工艺去除。过快速热退火工艺去除。过快速热退火工艺去除。

【技术实现步骤摘要】
一种具有光吸收增强作用的氧化镓日盲光电探测器结构及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种具有光吸收增强作用的氧化镓纳米孔阵列日盲光电探测器结构及其制备方法，属于半导体


技术介绍

[0002]由于大气臭氧层的强烈吸收，来自太阳光波长为200
‑
280nm的紫外辐射在地球表面几乎不存在，因此该波段被称为日盲波段。由于几乎不受太阳光的影响，工作在该波段的日盲光电探测器具有高精度、高灵敏度、强抗干扰能力的优势，在导弹追踪、医学成像、火灾防范、臭氧空洞监测、紫外通信等军用和民用领域具有重要的应用价值。作为直接带隙半导体材料，氧化镓的禁带宽度为4.9eV，对应本征吸收长波限为254nm，是一种理想的日盲光电探测材料。氧化镓具有吸收系数大、化学稳定性和热稳定性高、击穿场强高的优点，能够在严苛条件下实现器件的应用，是目前日盲光电探测器领域的研究热点。此外，氧化镓单晶可以通过导模法制备并实现可控的n型掺杂，生产成本更低。但在实际的应用过程中，所被探测的日盲信号大都非常微弱，因此，低的响应度极大的限制了氧化镓日盲光电探测器的发展和应本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有光吸收增强作用的氧化镓纳米孔阵列日盲光电探测器结构，其特征在于，由下自上依次包括绝缘衬底、氧化镓薄膜、纳米孔阵列以及金属电极。2.根据权利要求1所述的一种具有光吸收增强作用的氧化镓纳米孔阵列日盲光电探测器结构，其特征在于，所述纳米孔阵列刻蚀在所述氧化镓薄膜的上表面，并且呈现二维周期性点阵排列。3.根据权利要求1所述的一种具有光吸收增强作用的氧化镓纳米孔阵列日盲光电探测器结构，其特征在于，所述纳米孔阵列为具有二维周期点阵排列的圆孔，圆孔周期范围为0
‑
300nm，占空比范围为0
‑
1，刻蚀深度为0
‑
300nm；进一步优选的，圆孔周期为150
‑
250nm，占空比范围为0.75
‑
0.85，刻蚀深度为50
‑
150nm；最优选的，圆孔周期为200nm，占空比为0.8，刻蚀深度为100nm。4.根据权利要求1所述的一种具有光吸收增强作用的氧化镓纳米孔阵列日盲光电探测器结构，其特征在于，所述氧化镓薄膜采用机械剥离氧化镓单晶转移到所述绝缘衬底表面获得，厚度为100
‑
300nm，宽度为5
‑
30μm，长度为30
‑
100μm；所述氧化镓薄膜为N型掺杂，掺杂浓度为1
×
10
17
cm
‑3×
10
19
cm
‑3；最优选的，所述氧化镓薄膜的厚度为200nm，宽度为10μm，长度为20μm；所述氧化镓薄膜为N型掺杂，掺杂浓度为5
×
10
17
cm
‑3。5.根据权利要求1所述的一种具有光吸收增强作用的氧化镓纳米孔阵列日盲光电探测器结构，其特征在于，所述绝缘衬底为氧化硅、氧化铝或氧化铪；所述金属电极位于所述纳米孔阵列的两侧，所述金属电极为Ti/Au合金，Ti/Au合金厚度为15
‑
30μm，其中，Ti厚度为50
‑
500nm，Au厚度为20
‑
1000nm，尺寸为50
×
50μm。6.权利要求1
‑
5任一所述的具有光吸收增强作用的氧化镓纳米孔阵列日盲光电探测器结构的制备方法，其特征在于，包括步...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯华钰，杨华荣，郭晨，焦锡檬，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：