【技术实现步骤摘要】
本公开涉及半导体，尤其涉及一种基于氧化镓的紫外偏振光电器件及制备方法。
技术介绍
1、紫外光指波长为10-400nm的光，可继续细分为近紫外(315-400nm，uva)、中紫外(280-315nm，uvb)、远紫外(200-280nm，uvc)、极紫外(10-200nm，vuv)等。其中，近紫外和中紫外光可以透过臭氧层、大气层进入地面，而远紫外光会被臭氧层和大气层完全吸收，无法到达地面，因此也被称为日盲紫外。因此日盲紫外探测器具有背景噪声极低，虚警率低等优势。因此，紫外探测技术是继红外和激光探测技术之后发展起来的又一光电探测技术，在各个领域均有很高的应用价值。
2、然而，现有的半导体紫外探测器存在对紫外光源的响应灵敏度较低，制造过程复杂、成本高，偏振探测性能差等问题。
技术实现思路
1、基于上述问题，本公开提供了一种基于氧化镓的紫外偏振光电器件及制备方法，以缓解现有技术中的上述技术问题。
2、(二)技术方案
3、本公开的一个方面，提供一种基于氧化镓的紫外偏振光电器件制备方法，包括：操作s1：在β-ga2o3衬底上制备同质的β-ga2o3外延层得到外延片；操作s2：在所述外延层上沉积一层铝层或金层后再沉积一层硬掩膜层；操作s3：通过掩膜材料将所述硬掩膜层图形化，并基于所述图形化的硬掩膜层对所述外延片进行刻蚀，得到长轴延伸方向相互垂直的第一条形台面阵列和第二条形台面阵列；操作s4：在制备了第一条形台面阵列和第二条形台面阵列的器件表面沉积隔离层；操作
4、可选地，所述第一条形台面阵列包括多条平行设置的第一条形台面；所述第二条形台面阵列包括多条平行设置的第二条形台面；其中，所述第一条形台面和所述第二条形台面相互垂直。
5、可选地，硬掩膜层和隔离层的制备材料相同，均为sio2。
6、可选地，所述外延层的厚度为h，0.5μm≤h≤2μm；所述硬掩模层厚度大于外延层的厚度；所述隔离层的厚度不大于外延层的厚度的一半。
7、可选地，所述外延层表面为(001)晶面或(100)晶面；所述第一条形台面的长轴延伸方向为β-ga2o3的<010>晶向；所述第二条形台面的长轴延伸方向为β-ga2o3的<001>晶向或<100>晶向；所述第一条形台面和/或所述第二条形台面的长度为l，50μm≤l≤200μm，宽度为w，1μm≤w≤10μm，相邻条形台面的间距为d，1μm≤d≤10μm，刻蚀深度h1≥h，h为外延层的厚度，0.5μm≤h≤2μm。
8、可选地，第一条形台面和/或所述第二条形台面的宽度w、以及相邻条形台面的间距d不能同时小于2μm。
9、可选地，在所述第一条形台面阵列或所述第二条形台面阵列的两端侧分别制备电极并进行封装，得到基于氧化镓的紫外偏振光电探测器。
10、可选地，在所述第一条形台面阵列和所述第二条形台面阵列的两端侧分别制备电极并进行封装，其中所述第一条形台面阵列和所述第二条形台面阵列相互靠近的端部共用一个电极，完成封装后得到基于氧化镓的紫外偏振光电运算放大器。
11、可选地，紫外偏振光电运算放大器的放大倍数可以通过紫外偏振光的偏振方向进行调控。
12、本公开的另一方面，提供一种基于氧化镓的紫外偏振光电器件，采用以上任一项所述的制备方法制备而成，所述偏振光电器件包括：
13、外延片，包括同质的β-ga2o3衬底和β-ga2o3外延层；
14、第一条形台面阵列，基于对所述外延片进行刻蚀而形成于所述外延片的一侧，所述第一条形台面阵列包括多条平行设置的第一条形台面；
15、第二条形台面阵列，基于对所述外延片进行刻蚀而形成于所述外延片的另一侧，所述第二条形台面阵列包括多条平行设置的第二条形台面，并且所述第一条形台面和所述第二条形台面长轴延伸方向相互垂直；
16、隔离层，沉积于刻蚀第一条形台面阵列和第二条形台面阵列之后的器件表面；以及
17、多个电极，按应用需求制备于所述第一条形台面阵列和/或所述第二条形台面阵列的端侧。
18、(三)有益效果
19、从上述技术方案可以看出，本公开基于氧化镓的紫外偏振光电器件及制备方法至少具有以下有益效果其中之一或其中一部分：
20、(1)所使用的β-ga2o3同质外延片可通过hvpe方法获得，工艺成熟、生长设备简单、生长条件温和、生长速度快、成本低，晶格匹配度好等诸多优点；
21、(2)通过生长sio2隔离层，避免了电极与衬底接触以及衬底材料对紫外产生光响应影响器件性能；实现对工作面积的精准控制，提高探测器对信号响应的准确度；
22、(3)利用氧化镓b轴与a/c轴对偏振光响应特性，将氧化镓外延片刻蚀成阵列；实现了ga2o3材料本身特有的紫外偏振特性和光栅结构的结合，大大提高偏振探测性能；紫外探测器实际应用中受光源功率影响非常大，对紫外光源进行偏振处理后的光功率将进一步减小；本器件结构能够大大提高对紫外光源的响应灵敏度，实现对微小紫外偏振信号的探测；
23、(4)使用不同偏振方向的254nm紫外线偏振光照射样品，构造的运算放大器的放大倍数能够达到为1+iab/ibc。
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1.一种基于氧化镓的紫外偏振光电器件制备方法，包括：
2.根据权利要求1所述的基于氧化镓的紫外偏振光电器件制备方法，
3.根据权利要求1-2任一项所述的基于氧化镓的紫外偏振光电器件制备方法，所述硬掩膜层和隔离层的制备材料相同，均为SiO2。
4.根据权利要求3所述的基于氧化镓的紫外偏振光电器件制备方法，
5.根据权利要求1-4任一项所述的基于氧化镓的紫外偏振光电器件制备方法，
6.根据权利要求5所述的基于氧化镓的紫外偏振光电器件制备方法，其中，所述第一条形台面和/或所述第二条形台面的宽度w、以及相邻条形台面的间距d不能同时小于2μm。
7.根据权利要求1-6任一项所述的基于氧化镓的紫外偏振光电器件制备方法，操作S6中，在所述第一条形台面阵列或所述第二条形台面阵列的两端侧分别制备电极并进行封装，得到基于氧化镓的紫外偏振光电探测器。
8.根据权利要求1-6任一项所述的基于氧化镓的紫外偏振光电器件制备方法，操作S6中，在所述第一条形台面阵列和所述第二条形台面阵列的两端侧分别制备电极并进行封装，其中所述第
9.根据权利要求8所述的基于氧化镓的紫外偏振光电器件制备方法，所述紫外偏振光电运算放大器的放大倍数可以通过紫外偏振光的偏振方向进行调控。
10.一种基于氧化镓的紫外偏振光电器件，采用权利要求1-9任一项所述的制备方法制备而成，所述偏振光电器件包括：
...【技术特征摘要】
1.一种基于氧化镓的紫外偏振光电器件制备方法，包括：
2.根据权利要求1所述的基于氧化镓的紫外偏振光电器件制备方法，
3.根据权利要求1-2任一项所述的基于氧化镓的紫外偏振光电器件制备方法，所述硬掩膜层和隔离层的制备材料相同，均为sio2。
4.根据权利要求3所述的基于氧化镓的紫外偏振光电器件制备方法，
5.根据权利要求1-4任一项所述的基于氧化镓的紫外偏振光电器件制备方法，
6.根据权利要求5所述的基于氧化镓的紫外偏振光电器件制备方法，其中，所述第一条形台面和/或所述第二条形台面的宽度w、以及相邻条形台面的间距d不能同时小于2μm。
7.根据权利要求1-6任一项所述的基于氧化镓的紫外偏振光电器件制备方法，操作s...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡鉴闻，魏钟鸣，胡寅，龙浩然，杨珏晗，刘端阳，文宏玉，
申请(专利权)人：中国科学院半导体研究所，
类型：发明
国别省市：
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