一种异质结深紫外自供电探测器阵列及其制备方法技术

本发明专利技术属于半导体光子器件领域，具体涉及一种异质结深紫外自供电探测器阵列，所述探测器阵列由以设定阵列结构的Ga<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;‑Co<subgt;3</subgt;O<subgt;4</subgt;异质结单元构成；每个所述异质结单元包括：第一金属电极、Co<subgt;3</subgt;O<subgt;4</subgt;薄膜、第二金属电极和Ga<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;薄膜；所述第一金属电极与所述Co<subgt;3</subgt;O<subgt;4</subgt;薄膜形成欧姆接触；所述第二金属电极与所述Ga<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;薄膜形成欧姆接触。本发明专利技术所述探测器阵列表现出良好的均一性，并且每个异质结探测器单元均具有优异的响应度和探测率以及超快的响应速度。此外，该异质结探测器阵列可以在自供电的模式下实现深紫外成像，且成像效果良好。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于半导体光子器件领域，具体涉及一种异质结深紫外自供电探测器阵列及其制备方法。

技术介绍

1、为满足日常活动和探索世界的需要，人们不断开发出各式各样的光电探测器，并将其应用于不同场景。其中，由于大气几乎可以完全吸收280nm以下的紫外光，深紫外光探测器具有很强的抗干扰性，在光通信、导弹跟踪、火焰预警、电晕放电检测等方面的应用具有广阔的前景，受到越来越多的关注。作为超宽带半导体之一，ga2o3的带隙为4.5-5.3ev，对应的吸收波段完全覆盖深紫外波段，是制备深紫外光探测器的首选材料。

2、但当前大多数探测器阵列只能在供电模式下工作，这就限制了器件的应用。

技术实现思路

1、本专利技术针对现有深紫外探测器阵列需要供电工作的问题，提供了一种异质结深紫外自供电探测器阵列及其制备方法。

2、本专利技术的技术方案如下：

3、一种异质结深紫外自供电探测器阵列，所述探测器阵列由以设定阵列结构的ga2o3-co3o4异质结单元构成；每个所述异质结单元包括：第一金属电极、co3o4薄膜、第二金属电极和ga2o3薄膜；所述第一金属电极与所述co3o4薄膜形成欧姆接触；所述第二金属电极与所述ga2o3薄膜形成欧姆接触。

4、进一步地，所述ga2o3薄膜的厚度为100nm～500nm。

5、进一步地，所述co3o4薄膜由co金属薄膜氧化得到，co金属薄膜厚度为20nm～100nm。

6、进一步地，所述第一金属电极和第二金属电极均为金、银、镓、钛、铟、铝、镍、钴和铁的一种或多种。

7、本专利技术还提供一种异质结深紫外自供电探测器阵列的制备方法，所述方法包括以下步骤：

8、(1)在蓝宝石衬底上制备ga2o3薄膜，厚度为100nm～500nm；

9、(2)在ga2o3薄膜上通过掩模版沉积co金属薄膜阵列，co金属薄膜厚度为20nm～100nm；

10、(3)将co金属薄膜进行氧化得到co3o4薄膜；

11、(4)在ga2o3薄膜和co3o4薄膜上制备金属电极。

12、进一步地，所述ga2o3薄膜的制备方法为磁控溅射技术、激光脉冲沉积技术、分子束外延技术、卤化物气相外延技术、原子层沉积技术、等离子增强型化学气相沉积技术、喷雾式化学气相沉积技术、金属有机化学气相沉积技术的任意一种。

13、进一步地，制备金属电极和co金属薄膜的方法为磁控溅射、热蒸发、电子束蒸发的任意一种。

14、进一步地，进行氧化的温度和时间分别为300～800℃、30～60min。

15、进一步地，进行氧化的设备为管式炉、马弗炉、快速退火炉的任意一种。

16、本专利技术的技术效果：

17、本专利技术提供了一种异质结深紫外自供电探测器阵列及其制备方法，所述探测器阵列表现出良好的均一性，并且每个异质结探测器单元均具有优异的响应度和探测率以及超快的响应速度。此外，该异质结探测器阵列可以在自供电的模式下实现深紫外成像，且成像效果良好。

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【技术保护点】

1.一种异质结深紫外自供电探测器阵列，其特征在于，所述探测器阵列由以设定阵列结构的Ga2O3-Co3O4异质结单元构成；每个所述异质结单元包括：第一金属电极、Co3O4薄膜、第二金属电极和Ga2O3薄膜；所述第一金属电极与所述Co3O4薄膜形成欧姆接触；所述第二金属电极与所述Ga2O3薄膜形成欧姆接触。

2.根据权利要求1所述的异质结深紫外自供电探测器阵列，其特征在于，所述Ga2O3薄膜的厚度为100nm～500nm。

3.根据权利要求1所述的异质结深紫外自供电探测器阵列，其特征在于，所述Co3O4薄膜由Co金属薄膜氧化得到，Co金属薄膜厚度为20nm～100nm。

4.根据权利要求1所述的异质结深紫外自供电探测器阵列，其特征在于，所述第一金属电极和第二金属电极均为金、银、镓、钛、铟、铝、镍、钴和铁的一种或多种。

5.一种异质结深紫外自供电探测器阵列的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

6.根据权利要求5所述的自供电探测器阵列的制备方法，其特征在于，所述Ga2O3薄膜的制备方法为磁控溅射技术、激光脉冲沉积技术、分子束外延技术、卤化物气相外延技术、原子层沉积技术、等离子增强型化学气相沉积技术、喷雾式化学气相沉积技术、金属有机化学气相沉积技术的任意一种。

7.根据权利要求5所述的自供电探测器阵列的制备方法，其特征在于，制备金属电极和Co金属薄膜的方法为磁控溅射、热蒸发、电子束蒸发的任意一种。

8.根据权利要求5所述的自供电探测器阵列的制备方法，其特征在于，进行氧化的温度和时间分别为300～800℃、30～60min。

9.根据权利要求5所述的自供电探测器阵列的制备方法，其特征在于，进行氧化的设备为管式炉、马弗炉、快速退火炉的任意一种。

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【技术特征摘要】

1.一种异质结深紫外自供电探测器阵列，其特征在于，所述探测器阵列由以设定阵列结构的ga2o3-co3o4异质结单元构成；每个所述异质结单元包括：第一金属电极、co3o4薄膜、第二金属电极和ga2o3薄膜；所述第一金属电极与所述co3o4薄膜形成欧姆接触；所述第二金属电极与所述ga2o3薄膜形成欧姆接触。

2.根据权利要求1所述的异质结深紫外自供电探测器阵列，其特征在于，所述ga2o3薄膜的厚度为100nm～500nm。

3.根据权利要求1所述的异质结深紫外自供电探测器阵列，其特征在于，所述co3o4薄膜由co金属薄膜氧化得到，co金属薄膜厚度为20nm～100nm。

4.根据权利要求1所述的异质结深紫外自供电探测器阵列，其特征在于，所述第一金属电极和第二金属电极均为金、银、镓、钛、铟、铝、镍、钴和铁的一种或多种。

5.一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：祁颂，李山，唐为华，
申请(专利权)人：北京镓和半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：