和高灵敏度紫外探测器电极两端施加电压进行光电性能测量，V-1测量所施加最大电压为2伏特，1-t曲线是在-5伏特的电压下测量的，不同光强照射下的V-1曲线是在-3伏特的电压下测量的，发现控制紫外灯开关，电流瞬时发生变化，并对254nm波长具有高度选择性，而且能接收到低于120yW/cm2的所有弱光强信号，具有高灵敏度。测试结果均与实施例1类似。
[0039]实施例3
[0040]步骤(1)、(2)和(4)均与实施例1相同。步骤(3)中先将腔体抽真空，通入氧气，调整真空腔内的压强，加热η型4H-SiC衬底，生长P-Ga2O3薄膜，待薄膜生长完毕，继续通入氧气，调整真空腔内的压强，对所得FGa2O3薄膜进行原位退火;其中，Ga2O3靶材与η型4H-SiC衬底的距离设定为5厘米，抽真空后腔体压强为I X 10—6Pa，加热η型4H-SiC衬底时腔体压强为I X10—3Pa J-Ga2O3薄膜进行原位退火时腔体压强为1.5Pa，激光能量为200mJ/cm2，激光脉冲频率为1Hz，激光的波长为248nm，n型4H-SiC衬底的加热温度为750°C，i3_Ga203薄膜的退火温度为700 0C，退火时间为1.5小时。
[0041 ]所得P-Ga2O3薄膜的化学成分和结构均与实例I类似。在高光谱选择性和高灵敏度紫外探测器电极两端施加电压进行光电性能测量，V-1测量所施加最大电压为2伏特，1-t曲线是在-5伏特的电压下测量的，不同光强照射下的V-1曲线是在-3伏特的电压下测量的，发现控制紫外灯开关，电流瞬时发生变化，并对254nm波长具有高度选择性，而且能接收到低于120yW/cm2的所有弱光强信号，具有高灵敏度。测试结果均与实施例1类似。
[0042]实施例4
[0043]步骤(1)、(2)和(4)均与实施例1相同。步骤(3)中先将腔体抽真空，通入氧气，调整真空腔内的压强，加热η型4H-SiC衬底，生长P-Ga2O3薄膜，待薄膜生长完毕，继续通入氧气，调整真空腔内的压强，对所得FGa2O3薄膜进行原位退火;其中，Ga2O3靶材与η型4H-SiC衬底的距离设定为5厘米，抽真空后腔体压强为I X 10—6Pa，加热η型4H-SiC衬底时腔体压强为I X10—3Pa J-Ga2O3薄膜进行原位退火时腔体压强为1.5Pa，激光能量为200mJ/cm2，激光脉冲频率为1Hz，激光的波长为248nm，n型4H-SiC衬底的加热温度为700°C，i3_Ga203薄膜的退火温度为750 °C，退火时间为1.5小时。
[0044]所得P-Ga2O3薄膜的化学成分和结构均与实例I类似。在高光谱选择性和高灵敏度紫外探测器电极两端施加电压进行光电性能测量，V-1测量所施加最大电压为2伏特，1-t曲线是在-5伏特的电压下测量的，不同光强照射下的V-1曲线是在-3伏特的电压下测量的，发现控制紫外灯开关，电流瞬时发生变化，并对254nm波长具有高度选择性，而且能接收到低于120yW/cm2的所有弱光强信号，具有高灵敏度。测试结果均与实施例1类似。
[0045]实施例5
[0046]步骤(1)、(2)和(4)均与实施例1相同。步骤(3)中先将腔体抽真空，通入氧气，调整真空腔内的压强，加热η型4H-SiC衬底，生长P-Ga2O3薄膜，待薄膜生长完毕，继续通入氧气，调整真空腔内的压强，对所得FGa2O3薄膜进行原位退火;其中，Ga2O3靶材与η型4H-SiC衬底的距离设定为5厘米，抽真空后腔体压强为I X 10—6Pa，加热η型4H-SiC衬底时腔体压强为I X10—3Pa，FGa2O3薄膜进行原位退火时腔体压强为2Pa，激光能量为200mJ/cm2，激光脉冲频率为1Hz，激光的波长为248nm，n型4H-SiC衬底的加热温度为700°C，i3_Ga203薄膜的退火温度为700°C，退火时间为I小时。
[0047]所得P-Ga2O3薄膜的化学成分和结构均与实例I类似。在高光谱选择性和高灵敏度紫外探测器电极两端施加电压进行光电性能测量，V-1测量所施加最大电压为2伏特，1-t曲线是在-5伏特的电压下测量的，不同光强照射下的V-1曲线是在-3伏特的电压下测量的，发现控制紫外灯开关，电流瞬时发生变化，并对254nm波长具有高度选择性，而且能接收到低于120yW/cm2的所有弱光强信号，具有高灵敏度。测试结果均与实施例1类似。
[0048]实施例6
[0049]步骤(1)、(2)和(4)均与实施例1相同。步骤(3)中先将腔体抽真空，通入氧气，调整真空腔内的压强，加热η型4H-SiC衬底，生长P-Ga2O3薄膜，待薄膜生长完毕，继续通入氧气，调整真空腔内的压强，对所得FGa2O3薄膜进行原位退火;其中，Ga2O3靶材与η型4H-SiC衬底的距离设定为5厘米，抽真空后腔体压强为I X 10—6Pa，加热η型4H-SiC衬底时腔体压强为I X10—3Pa，FGa2O3薄膜进行原位退火时腔体压强为2Pa，激光能量为200mJ/cm2，激光脉冲频率为1Hz，激光的波长为248nm，n型4H-SiC衬底的加热温度为700°C，i3_Ga203薄膜的退火温度为750 °C,退火时间为1.5小时。
[0050]所得P-Ga2O3薄膜的化学成分和结构均与实例I类似。在高光谱选择性和高灵敏度紫外探测器电极两端施加电压进行光电性能测量，V-1测量所施加最大电压为2伏特，1-t曲线是在-5伏特的电压下测量的，不同光强照射下的V-1曲线是在-3伏特的电压下测量的，发现控制紫外灯开关，电流瞬时发生变化，并对254nm波长具有高度选择性，而且能接收到低于120yW/cm2的所有弱光强信号，具有高灵敏度。测试结果均与实施例1类似。
【主权项】
1.一种高光谱选择性和高灵敏度紫外探测器，其特征在于由P-Ga2O3薄膜、η型4H-SiC衬底以及Ti/Au薄膜电极组成。2.根据权利要求1所述的高光谱选择性和高灵敏度紫外探测器，其特征在于所述的β_Ga2O3薄膜厚度为200-300nm，所述的η型4H-SiC衬底作为制备P-Ga2O3薄膜的衬底，所述的β-Ga2O3薄膜面积为η型4H-SiC衬底面积的一半，所述的Ti/Au薄膜电极的位于Ga2O3薄膜和η型4H-SiC衬底表面，形状为直径200微米的圆形，Ti薄膜电极厚度为20-40nm，Au薄膜电极在Ti薄膜电极的上方，厚度为80-100nmo3.根据权利要求1所述的高光谱选择性和高灵敏度紫外探测器，其特征在于所述的探测器对波长为254nm的紫外光谱有选择性。4.根据权利要求1所述的高光谱选择性和高灵敏度紫外探测器，其特征在于所述的探测器可以检测到0-120yW/cm2的光强信号。5.—种如权利要求1所述高光谱选择性和高灵敏度紫外探测器的应用，其特征在于作为波长254nm光谱的光强探测器。6.一种高光谱选择性和高灵敏度紫外探测器的制备方法，其特征在于该方法具有如下步骤: 1)11型4^丨(:衬底预处理:将11型4!1-3丨(:衬底放入￥(册):￥(!1202)= 1:5的溶液中浸泡以去除自然氧化层，然后用丙酮、乙醇和去离子水分别超声清洗，并真空干燥； 2)放置靶材和衬底:把Ga2O3靶材放置在激光分子束外延系统的靶台位置，将步骤I)处理后的η型4H-SiC衬底固定在样品托上，放进真空腔； 3 W-Ga2O3薄膜沉积过程:先将腔体抽真空，通入氧气，调整真空腔内的压强，加热η型4H-SiC衬底，生长P-Ga2O3薄膜，待薄膜生长完毕，继续通入氧气，调整真空腔内的压强，对所得0-Ga2O3薄膜进行原位退火;其中，Ga203革El材与η型4H-SiC衬底的距离设定为5厘米，抽真空后腔体压强为I X 10—6Pa,加热η型4H-SiC衬底时腔体压强为I X 10—3Pa ,FGa2O3薄膜进行原位退火时腔体压强为l-2Pa，激光能量为200mJ/cm2，激光脉冲频率为IHz，激光的波长为248nm，n型4H-SiC衬底的加热温度为700-800°C A-Ga2O3薄膜的退火温度为700-800°C，退火时间为1-2小时； 4)器件电极的制备:利用掩膜版并通过射频磁控溅射技术在Ga2O3薄膜和η型4H-SiC衬底上面沉积一层Ti/Au薄膜作为测量电极。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于所述的步骤3)中，η型4H-SiC衬底的加热温度为700-750°C A-Ga2O3薄膜的退火温度为700-750°C，退火时间为1-1.5小时。8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于所述的步骤4)中，Ti/Au薄膜在氩气氛围下退火10分钟，退火温度为200°(:。
【专利摘要】本发明涉及一种紫外探测器，具体是指一种高光谱选择性和高灵敏度紫外探测器及其制备方法。本发明是通过激光分子束外延技术在n型4H-SiC衬底上沉积一层β-Ga2O3薄膜，然后利用掩膜版并通过射频磁控溅射技术在n型4H-SiC衬底和β-Ga2O3薄膜上沉积一层Ti/Au薄膜作为电极使用。本发明的优点是：所制备的紫外探测器性能稳定，对特定波长的紫外光谱具有高度选择性和高灵敏度，暗电流小，可应用于火灾报警、高压线电晕以及特定波长光谱的探测；另外，该制备方法具有工艺可控性强，操作简单，普适性好，且重复测试具有可恢复性等特点，具有很大的应用前景。
【IPC分类】H01L31/18, H01L31/09, H01L31/032
【公开号】CN105679874
【申请号】CN201610157547
【发明人】张香丽
【申请人】张香丽
【公开日】2016年6月15日
【申请日】2016年3月18日