本发明专利技术公开了一种BeMgZnO基同质p-n结构紫外探测器，包括衬底、衬底上沉积有缓冲层，缓冲层上生长有n型薄膜层，n型薄膜层上生长有p型薄膜层；n型薄膜层上制作有金属电极的负极，p型薄膜层上生长有金属电极的正极；n型薄膜层与p型薄膜层均为BeMgZnO四元合金薄膜层，BeMgZnO四元合金薄膜层的厚度可通过控制生长时间来控制，可根据需要从几十纳米到几微米不等；BeMgZnO四元合金薄膜层通过调节Be、Mg和Zn三种元素的原子配比来调节禁带宽度，禁带宽度为3.37eV-6.2eV。本发明专利技术通过BeMgZnO四元合金薄膜层作为吸收层，获得在日盲范围200nm到375nm响应的紫外探测器，从而覆盖整个日盲区。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及紫外探测器
，特别涉及一种BeMgZnO基同质p-η结构紫外探测器及制法。
技术介绍
紫外探测尤其是日盲波段的探测技术无论在军事上还是在民用上都有很大的应用军事领域日盲探测可用在军事通信、导弹尾焰的探测和制导等方面；民用领域可用于火灾预警、海洋石油漏油、环境监测等方面。目前商用的日盲探测器有硅探测器、光电倍增管和半导体探测器。相对硅探测器和光电倍增管来说，由于半导体材料具有携带方便、造价低、响应度高等优点而备受关注。 而研究用于日盲探测的半导体材料主要有II1- V族的合金AlGaN和I1-VI族的合金MgZnO。 目前报道的GaN通过掺入铝能把能带调宽到日盲区，并制作成MSM和p-η等结构的探测器。 但是AlGaN的生长温度高，而且高铝组份的合金结晶质量差，空间的抗辐射性也不如ZnO。ZnO作为另外一种寛禁带半导体通过掺入镁也能把禁带调到日盲区，目前已有 MgZnO基的日盲探测器的报导。但是MgZnO也有缺点氧化镁和氧化锌的晶体结构不一样， 限制了高镁组份合金的制备。BeZnO作为一种新型的合金材料，其能带理论上能从3. 4eV调到10. 6eV，覆盖整个日盲区。但是由于氧化铍和氧化锌的晶格常数相差太大，重掺杂容易出现组份的相分离，即使在非平衡态下生长出单相的合金，晶体质量也很差，达不到器件的要求。通过理论计算我们发现，在BeZnO中掺入镁或者在MgZnO中掺入铍，都有利于 解决三元合金遇到的结构相变和组份分离的问题。在这里我们提出制作BeZnMgO基的日盲探测器，在生长的过程中通过改变生长参数来调节铍、锌、镁的原子比例，从而使能带连续可调。综上所述，目前来说这种新型的材料还有待研究，相关的探测器的制备尚未看到报导。
技术实现思路
本专利技术的专利技术目的是针对现有应用ZnO材料制作紫外探测的技术不足，提供一种 BeMgZnO基同质p-n结构紫外探测器，以获得在日盲范围(200nm到375nm)响应的紫外探测器。进一步的,提供一种BeMgZnO基同质p_n结构紫外探测器的制法。为实现上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案为提供一种BeMgZnO基同质p-η结构紫外探测器，包括衬底、衬底上沉积有缓冲层，缓冲层上生长有η型薄膜层，η型薄膜层上生长有P型薄膜层；η型薄膜层上制作有金属电极的负极，P型薄膜层上生长有金属电极的正极；所述η型薄膜层与P型薄膜层均为BeMgZnO四元合金薄膜层，BeMgZnO四元合金薄膜层的厚度为200nm IOOOnm ；BeMgZnO四元合金薄膜层通过调节铍、镁和锌三种元素的原子配比来调节禁带宽度，禁带宽度为3. 37eV 6. 2eV。优选地，所述衬底为单晶氮化镓、砷化镓、氧化镁、单面或双面抛光的蓝宝石；衬底为蓝宝石时，蓝宝石的取向可以是C、R、M和a取向。优选地，缓冲层由氧化铍、金属镁、氧化镁和氧化锌中的一种或一种以上材料形成，缓冲层的厚度为10nm-100nm。优选地，所述金属电极由钛、铝、镍、金、钼、银、铱、钥、钽、铌、钴、锆和钨中的一种或一种以上形成，金属电极的沉积厚度为IOnm 500nm。优选地,金属电极上沉积有金层或银层,该金层或银层的厚度IOnm lOOOnm。优选地，P型薄膜层通过掺元素锂、钠、氮或磷来实现；n型薄膜层通过掺元素铝或镓来实现。进一步地,提供一种BeMgZnO基同质p_n结构紫外探测器的制法,包括如下步骤 O清洗衬底在硫酸盐酸体积比为3:1的酸中加热15min 30min，之后经过丙酮、异丙醇清洗，然后用去离子水冲干净，最后用氮气枪吹干；在装入生长腔之后，用500°C 900°C的高温处理15min 60min，去除衬底表面的水蒸汽和残留的有机物；2)生长缓冲层在高温处理衬底后，在衬底上生长缓冲层；3)生长薄膜层先在缓冲层上生长η型薄膜层，所掺的元素可为铝和镓；然后在η型层上生长P型薄膜层，所掺元素可为锂、钠、氮或磷，薄膜层为BeMgZnO四元合金薄膜层， BeMgZnO四元合金薄膜层的厚度为200nm IOOOnm ；BeMgZnO四元合金薄膜层通过调节铍、 镁和锌三种元素的原子配比来调节禁带宽度，禁带宽度为3. 37eV 6. 2eV ； 4)刻蚀在制作该层之前必须先用丙酮或异丙醇IPA化学试剂对步骤3)中的产物进行表面清洗，以得到干净平整的表面；然后用光学掩膜和显影技术的方法用光刻胶覆盖部分P型薄膜层；接着采用ICP刻蚀的方法刻蚀掉未经光刻胶覆盖部分的P型薄膜层，使η型薄膜层对应部分裸露出来；5)制作金属电极再次把步骤4)中刻蚀完的样品用丙酮、异丙醇(IPA)和去离子水清洗干净；然后贴上掩膜并采用电子束蒸镀，在η型薄膜层上镀上金属电极的负极，在P型薄膜层上镀上金属电极的负极。优选地，步骤I)中，在衬底上通过分子束外延、化学气相沉积、磁控溅射)或脉冲激光沉积生长缓冲层。优选地，步骤2)中，在缓冲层上通过分子束外延、化学气相沉积、磁控溅射或脉冲激光沉积生长薄膜层。优选地，步骤5)中，在金属电极上继续沉积金层或银层，该金层或银层的厚度 IOnm lOOOnm。本专利技术相对于现有技术，具有以下有益效果本专利技术在生长的过程中通过调节铍、镁、锌在四元合金中的原子比例，一方面克服了三元合金MgZnO中存在的高镁浓度下的结构相变问题，将光谱响应范围继续往短波段调节； 另一方面也解决了三元合金BeZnO中高铍浓度的晶体质量差，铍易处于间隙位置的问题。 四元合金BeMgZnO薄膜层作为吸收层，可获得在200nm到375nm波长范围响应的紫外探测器，覆盖了整个日盲区；而且这种探测器的成本相对现有的探测技术，譬如硅探测器等要低的多，而且体积较小，不用外加滤光片和放大元件，易于携带和应用。另外，同质P-n结构探测器具有工作电压低，输入阻抗高，工作频率大，饱和电流小等优点，另外其制作工艺与半导体平面工艺相容，方面了大规模化的集成。附图说明图1是本专利技术BeMgZnO基同质p_n结构紫外探测器的结构示意图；图2是本专利技术BeMgZnO基同质p-n结构紫外探测器生长BeMgZnO四元合金薄膜层的结构示意图；图3是本专利技术P型薄膜层经ICP刻蚀后的结构示意图；图4是本专利技术制备金属电极的结构示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术的专利技术目的作进一步详细地描述，实施例不能在此一一赘述，但本专利技术的实施方式并不因此限定于以下实施例。除非特别说明，本专利技术采用的材料和加工方法为本
常规材料和加工方法。实施例1如图1、2和3所示，一种BeMgZnO基同质p-n结构紫外探测器，包括衬底1、衬底I上沉积有缓冲层2，缓冲层2上生长有η型薄膜层3，η型薄膜层3上生长有ρ型薄膜层4 ；η型薄膜层3上制作有金属电极5的负极，ρ型薄膜层4上生长有金属电极5的正极。η型薄膜层3和ρ型薄膜层4均为BeMgZnO四元合金薄膜层,BeMgZnO四元合金薄膜层的厚度为200nm lOOOnm ；BeMgZnO四元合金薄膜层通过调节铍、镁和锌三种元素的原子配比来调节禁带宽度，禁带宽度为3. 37eV 6. 2eV。 本实施例中，衬底为双面抛光的蓝宝石时，双面抛光的蓝宝石的取向是c取向。叉指电极采用的是钛和金。本实施例制备方法如下在生长薄膜层之前先对衬底进行清洗，具体步骤为O清洗衬底本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种BeMgZnO基同质p?n结构紫外探测器，其特征在于：包括衬底、衬底上沉积有缓冲层，缓冲层上生长有n型薄膜层，n型薄膜层上生长有p型薄膜层；n型薄膜层上制作有金属电极的负极，p型薄膜层上生长有金属电极的正极；所述n型薄膜层与p型薄膜层均为BeMgZnO四元合金薄膜层，BeMgZnO四元合金薄膜层的厚度在为200nm～1um；BeMgZnO四元合金薄膜层通过调节铍、镁和锌三种元素的原子配比来调节禁带宽度，禁带宽度为3.37eV?6.2eV。
【技术特征摘要】
1.一种BeMgZnO基同质p-n结构紫外探测器，其特征在于包括衬底、衬底上沉积有缓冲层，缓冲层上生长有η型薄膜层，η型薄膜层上生长有P型薄膜层；η型薄膜层上制作有金属电极的负极，P型薄膜层上生长有金属电极的正极；所述η型薄膜层与P型薄膜层均为BeMgZnO四元合金薄膜层，BeMgZnO四元合金薄膜层的厚度在为200nm Ium ；BeMgZnO四元合金薄膜层通过调节铍、镁和锌三种元素的原子配比来调节禁带宽度，禁带宽度为3.37eV-6. 2eV。2.根据权利要求1的BeMgZnO基同质p-η结构紫外探测器，其特征在于所述衬底为单晶、氮化镓、砷化镓、氧化镁、单面或双面抛光的蓝宝石；衬底为蓝宝石时，蓝宝石的取向可以是C、R、M和a取向。3.根据权利要求1的BeMgZnO基同质p-n结构紫外探测器，其特征在于缓冲层由氧化铍、金属镁、氧化镁和氧化锌中的一种或一种以上材料形成，缓冲层的厚度为10nm-100nm。4.根据权利要求1的BeMgZnO基同质p-n结构紫外探测器，其特征在于所述金属电极由钛、铝、镍、金、钼、银、铱、钥、钽、铌、钴、锆和钨中的一种或一种以上形成，此金属电极的沉积厚度为IOnm 500nm。5.根据权利要求1的BeMgZnO基同质p-η结构紫外探测器,其特征在于金属电极上沉积有金层或银层，该金层或银层的厚度IOnm lOOOnm。6.根据权利要求1的BeMgZnO基同质p-n结构紫外探测器,其特征在于p型薄膜层通过掺元素锂、钠、氮或磷来实现；n型薄膜层通过掺元素铝或镓来实现。7.如权利要求1-6任一项所述的BeMgZnO基同质p-η结构紫外探测器的制法,其特征在于包括如下步骤 1)清洗衬底在硫酸盐酸体积比为3:1的酸中加热15min 30min，之后经过丙酮、异丙醇清洗，...
【专利技术属性】
技术研发人员：汤子康，祝渊，苏龙兴，张权林，陈明明，陈安琪，桂许春，项荣，吴天准，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：
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