一種單片集成的多功能紫外/日盲紫外雙色探測(cè)器及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種紫外/日盲紫外雙色探測(cè)器，具體是指一種單片集成的多功能紫外/日盲紫外雙色探測(cè)器及其制備方法。本發(fā)明是通過激光分子束外延技術(shù)在碳化硅襯底上沉積一層氧化鎵薄膜，然后利用掩膜版并通過射頻磁控濺射技術(shù)在碳化硅襯底和氧化鎵薄膜上沉積一層鈦/金薄膜作為電極使用。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：所制備的單片集成的多功能雙色紫外探測(cè)器具有反應(yīng)靈敏，性能穩(wěn)定，暗電流小，在不同電壓模式下可以分別實(shí)現(xiàn)日盲區(qū)紫外火焰探測(cè)以及紫外線強(qiáng)度檢測(cè)的功能，可應(yīng)用于火災(zāi)報(bào)警、高壓線電暈以及太陽光紫外線強(qiáng)度的探測(cè)；另外，該制備方法具有工藝可控性強(qiáng)，操作簡(jiǎn)單，普適性好，且重復(fù)測(cè)試具有可恢復(fù)性等特點(diǎn)，具有很大的應(yīng)用前景。
【專利說明】
一種單片集成的多功能紫外/日盲紫外雙色探測(cè)器及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種紫外/日盲紫外雙色探測(cè)器，具體是指一種單片集成的多功能紫夕卜/日盲紫外雙色探測(cè)器及其制備方法。
技術(shù)背景
[0002]臭氧層在200-320nm具有極大的吸收系數(shù)，在255.3nm達(dá)到極大值。由于臭氧層的強(qiáng)烈吸收，使得近地面對(duì)流層內(nèi)此波段的太陽背景低于10_13W/m2，在近地面幾乎沒有此紫外波段，所以我們稱將這段波長(zhǎng)內(nèi)的紫外線稱為日盲區(qū)。對(duì)日盲區(qū)的探測(cè)，不僅可以避免太陽光干擾，而且具有極低的背景噪聲，相對(duì)于紅外探測(cè)，具有噪聲低，全天候工作，抗干擾的特點(diǎn)。
[0003]由于高壓線電暈、宇宙空間、導(dǎo)彈羽煙和火焰等都含有紫外輻射，使得紫外探測(cè)技術(shù)被應(yīng)用于軍事、科研、航空航天、通信電子等許多領(lǐng)域。目前，寬禁帶半導(dǎo)體紫外探測(cè)器是紫外探測(cè)器的主要研究方向，尤其是日盲段紫外探測(cè)器，具有體積小、功耗小、無需低溫冷卻和虛警率低的優(yōu)點(diǎn)，并可以通過調(diào)節(jié)材料組分改變響應(yīng)的波長(zhǎng)范圍。
[0004]探測(cè)器的多功能化和便捷化越來越受到普通大眾的追捧。在很多情況下，多功能化往往需要增加額外的裝置或者器件，這些附件增加了探測(cè)器的復(fù)雜程度和制造成本，也使得探測(cè)器的體積增加，影響了使用的便捷性。為了實(shí)現(xiàn)探測(cè)器的多功能性和便捷性，本發(fā)明設(shè)計(jì)的單片集成紫外探測(cè)器不僅可以檢測(cè)火焰和電火花輻射的日盲區(qū)紫外光譜，還可以檢測(cè)太陽光紫外線強(qiáng)度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種靈敏度高、穩(wěn)定性好、響應(yīng)時(shí)間短、探測(cè)能力強(qiáng)、單片集成的多功能紫外/日盲紫外雙色探測(cè)器及其制備方法。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案為:
[0007]—種單片集成的多功能紫外/日盲紫外雙色探測(cè)器，其特征在于由P-Ga2O3薄膜、η型4H_SiC襯底、Ti/Au薄膜電極以及雙模開關(guān)組成。
[0008]如圖1所示為本發(fā)明設(shè)計(jì)的單片集成的多功能紫外/日盲紫外雙色探測(cè)器示意圖，所述的單片集成的多功能紫外/日盲紫外雙色探測(cè)器，其特征在于所述的P-Ga2O3薄膜厚度為200-500nm，面積為0.5X0.5?1.5X1.5cm2，所述的η型4H_SiC襯底作為制備^-Ga2O3薄膜的襯底，所述的FGa2O3薄膜面積為η型4H-SiC襯底面積的一半，所述的Ti/Au薄膜電極位于Ga2O3薄膜和η型4H-SiC襯底表面，形狀為直徑200-300微米的圓形，Ti薄膜電極厚度為20-40nm，Au薄膜電極在Ti薄膜電極的上方，厚度為60-120nm，所述雙模開關(guān)包括可自由切換的開I端、開2端和關(guān)閉端，所述雙模開關(guān)開I端的一邊與P-Ga2O3薄膜上的Ti/Au薄膜電極連接，另一邊與4H-SiC襯底上的Ti/Au薄膜電極連接，在開I端回路上施加有反向偏壓，S卩4H-SiC襯底上的Ti/Au薄膜電極電位高于0-Ga2O3薄膜上的Ti/Au薄膜電極;所述雙模開關(guān)開2端的一邊與0-Ga2O3薄膜上的Ti/Au薄膜電極連接，另一邊與4H-SiC襯底上的Ti/Au薄膜電極連接，在開2端回路上施加有正向偏壓，即4H-SiC襯底上的Ti/Au薄膜電極電位低于P-Ga2O3薄膜上的T i / Au薄膜電極。
[0009]—種單片集成的多功能紫外/日盲紫外雙色探測(cè)器的制備方法，其特征在于該方法具有如下步驟:
[0010]I)將η型4H-SiC襯底放入V(HF):V(H2O2) = 1:5的溶液中浸泡以去除自然氧化層，然后用丙酮、乙醇和去離子水分別超聲清洗，并真空干燥；
[0011]2)把Ga2O3靶材放置在激光分子束外延系統(tǒng)的靶臺(tái)位置，將步驟I)處理后的η型4H-SiC襯底固定在樣品托上，放進(jìn)真空腔；
[0012]3)將腔體抽真空，通入氧氣，調(diào)整真空腔內(nèi)的壓強(qiáng)，加熱η型4H_SiC襯底，生長(zhǎng)β-Ga2O3薄膜，待薄膜生長(zhǎng)完畢，繼續(xù)通入氧氣，調(diào)整真空腔內(nèi)的壓強(qiáng)，對(duì)所得P-Ga2O3薄膜進(jìn)行原位退火;其中，Ga2O3靶材與η型4H-SiC襯底的距離設(shè)定為5厘米，抽真空后腔體壓強(qiáng)為I X10—6Pa,加熱η型4H-SiC襯底時(shí)腔體壓強(qiáng)為I X 10—3Pa J-Ga2O3薄膜進(jìn)行原位退火時(shí)腔體壓強(qiáng)為l-2Pa，激光能量為5J/cm2，激光脈沖頻率為1Hz，激光的波長(zhǎng)為248nm，n型4H-SiC襯底的加熱溫度為700-800°C A-Ga2O3薄膜的退火溫度為700-800°C，退火時(shí)間為1-2小時(shí)；
[0013]4)利用掩膜版并通過射頻磁控濺射技術(shù)在Ga2O3薄膜和η型4H_SiC襯底上面沉積一層Ti/Au薄膜作為測(cè)量電極。
[0014]優(yōu)選的，所述的步驟3)中，11型4^1(:襯底的加熱溫度為700_750°CJ-Ga2O3薄膜的退火溫度為700-750°C，退火時(shí)間為1-2小時(shí)。
[0015]優(yōu)選的，所述的步驟4)中，Ti/Au薄膜在氬氣氛圍下退火15分鐘，退火溫度為250Γ。
[0016]對(duì)構(gòu)建的一種單片集成的多功能紫外/日盲紫外雙色探測(cè)器進(jìn)行光電性能測(cè)試是將探針點(diǎn)在電極兩端，電極之間加電壓-5伏特，測(cè)得紫外探測(cè)器的Ι-t特性曲線，通過控制紫外光(254nm和365nm)照射的開關(guān)發(fā)現(xiàn)探測(cè)器只對(duì)254nm紫外光譜有響應(yīng)。另外，電極之間加電壓+5伏特，在不同強(qiáng)度的氙燈光照下，發(fā)現(xiàn)探測(cè)器的光電流呈線性變化，而且能接收到低于120yW/cm2的所有紫外光強(qiáng)信號(hào)。
[0017]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn):
[0018]1、本發(fā)明方法所制備的紫外探測(cè)器，在不同電壓模式下可以分別實(shí)現(xiàn)日盲區(qū)紫外火焰探測(cè)以及紫外線強(qiáng)度檢測(cè)的功能，可應(yīng)用于火災(zāi)報(bào)警、高壓線電暈以及太陽光紫外線強(qiáng)度的探測(cè)。
[0019]2、本發(fā)明方法采用微納米加工技術(shù)制備的紫外探測(cè)器具有工藝可控性強(qiáng)，操作簡(jiǎn)單，普適性好，且重復(fù)測(cè)試具有可恢復(fù)性等特點(diǎn)，具有很大的應(yīng)用前景。
[0020]3、本發(fā)明方法所制備的紫外探測(cè)器性能穩(wěn)定，反應(yīng)靈敏，暗電流小，攜帶便捷，適合普通大眾使用。
【附圖說明】
[0021]圖1是本發(fā)明方法設(shè)計(jì)的單片集成的多功能紫外/日盲紫外雙色探測(cè)器的示意圖。
[0022]圖2是用本發(fā)明方法測(cè)得單片集成的多功能紫外/日盲紫外雙色探測(cè)器的電極電壓為-5V的V-1曲線圖。
[0023]圖3是用本發(fā)明方法測(cè)得單片集成的多功能紫外/日盲紫外雙色探測(cè)器的電極電壓為-5V的1-t曲線圖。
[0024]圖4是用本發(fā)明方法制得的單片集成的多功能紫外/日盲紫外雙色探測(cè)器電極電壓為5V的V-1曲線圖。
[0025]圖5是用本發(fā)明方法制得的單片集成的多功能紫外/日盲紫外雙色探測(cè)器電極電壓為5V的光電流-光強(qiáng)曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]以下結(jié)合實(shí)例進(jìn)一步說明本發(fā)明。
[0027]實(shí)施例1
[0028]步驟如下:
[0029 ] I)將η型4H-SiC襯底放入V (HF): V(H2O2) = 1:5的溶液中浸泡以去除自然氧化層，然后用丙酮、乙醇和去離子水分別超聲清洗，并真空干燥；
[0030]2)把Ga2O3靶材放置在激光分子束外延系統(tǒng)的靶臺(tái)位置，將步驟I)處理后的η型4H-SiC襯底固定在樣品托上，放進(jìn)真空腔；
[0031]3)將腔體抽真空，通入氧氣，調(diào)整真空腔內(nèi)的壓強(qiáng)，加熱η型4H_SiC襯底，生長(zhǎng)β-Ga2O3薄膜，待薄膜生長(zhǎng)完畢，繼續(xù)通入氧氣，調(diào)整真空腔內(nèi)的壓強(qiáng)，對(duì)所得P-Ga2O3薄膜進(jìn)行原位退火;其中，Ga2O3靶材與η型4H-SiC襯底的距離設(shè)定為5厘米，抽真空后腔體壓強(qiáng)為I X10—6Pa,加熱η型4H-SiC襯底時(shí)腔體壓強(qiáng)為I X 10—3Pa J-Ga2O3薄膜進(jìn)行原位退火時(shí)腔體壓強(qiáng)為IPa，激光能量為5J/cm2，激光脈沖頻率為1Hz，激光的波長(zhǎng)為248nm，n型4H-SiC襯底的加熱溫度為750°C A-Ga2O3薄膜的退火溫度為700°C，退火時(shí)間為1.5小時(shí)。
[0032]4)利用掩膜版并通過射頻磁控濺射技術(shù)在Ga2O3薄膜和η型4H_SiC襯底上面沉積一層Ti/Au薄膜作為測(cè)量電極。
[0033]在單片集成的多功能紫外/日盲紫外雙色探測(cè)器的電極兩端施加電壓進(jìn)行光電性能測(cè)量，測(cè)量示意圖如圖1。當(dāng)開關(guān)置于反向偏壓-5伏特并在254nm和365nm紫外光的照射下，發(fā)現(xiàn)254nm的紫外光響應(yīng)電流明顯增大，而365nm紫外光沒有電流產(chǎn)生，在黑暗條件下的V-1曲線顯示了明顯的整流效應(yīng)，整流比達(dá)到1900(如圖2)。圖3中的1-t曲線是在-5伏特的電壓下測(cè)量的，發(fā)現(xiàn)控制紫外燈開關(guān)，電流瞬時(shí)發(fā)生變化，并且探測(cè)器對(duì)波長(zhǎng)為254nm的光譜具有高度選擇性，對(duì)波長(zhǎng)為365nm的光譜以及黑暗條件下均沒有響應(yīng)，這種獨(dú)特的性能可應(yīng)用于火災(zāi)報(bào)警、高壓線電暈等領(lǐng)域。圖4為開關(guān)置于正向偏壓5伏特，并在氙燈不同光強(qiáng)的紫外光照射下的V-1曲線，發(fā)現(xiàn)探測(cè)器能接收到低于120yW/cm2的所有光強(qiáng)信號(hào)，表明探測(cè)器具有高靈敏度。圖5的光電流-光強(qiáng)曲線顯示了在氙燈的光譜照射下光電流與光強(qiáng)呈線性變化，因此，該探測(cè)器可以應(yīng)用于普通太陽光紫外線強(qiáng)度的檢測(cè)。
[0034]實(shí)施例2
[0035]步驟(1)、(2)和(4)均與實(shí)施例1相同。步驟(3)中先將腔體抽真空，通入氧氣，調(diào)整真空腔內(nèi)的壓強(qiáng)，加熱η型4H-SiC襯底，生長(zhǎng)P-Ga2O3薄膜，待薄膜生長(zhǎng)完畢，繼續(xù)通入氧氣，調(diào)整真空腔內(nèi)的壓強(qiáng)，對(duì)所得FGa2O3薄膜進(jìn)行原位退火;其中，Ga2O3靶材與η型4H-SiC襯底的距離設(shè)定為5厘米，抽真空后腔體壓強(qiáng)為I X 10—6Pa，加熱η型4H-SiC襯底時(shí)腔體壓強(qiáng)為I X10—3Pa，P-Ga2O3薄膜進(jìn)行原位退火時(shí)腔體壓強(qiáng)為IPa，激光能量為5 J/cm2，激光脈沖頻率為1Hz，激光的波長(zhǎng)為248nm，n型4H-SiC襯底的加熱溫度為700°C，i3-Ga203薄膜的退火溫度為750°C，退火時(shí)間為I小時(shí)。
[0036]在單片集成的多功能紫外/日盲紫外雙色探測(cè)器電極兩端施加電壓進(jìn)行光電性能測(cè)量，V-1測(cè)量所施加最大電壓為-5伏特，1-t曲線是在-5伏特的電壓下測(cè)量的，發(fā)現(xiàn)控制紫外燈開關(guān)，電流瞬時(shí)發(fā)生變化，并且探測(cè)器對(duì)波長(zhǎng)為254nm的光譜具有高度選擇性，對(duì)波長(zhǎng)為365nm的光譜以及黑暗條件下均沒有響應(yīng)。不同光強(qiáng)照射下的V-1曲線是在5伏特的電壓下測(cè)量的，發(fā)現(xiàn)控制氙燈光強(qiáng)開關(guān)，電流瞬時(shí)發(fā)生變化，并且光電流與光強(qiáng)呈線性變化，0-120yW/cm2的所有光強(qiáng)信號(hào)均可以被探測(cè)器接收到，測(cè)試結(jié)果均與實(shí)施例1類似。
[0037]實(shí)施例3
[0038]步驟(1)、(2)和(4)均與實(shí)施例1相同。步驟(3)中先將腔體抽真空，通入氧氣，調(diào)整真空腔內(nèi)的壓強(qiáng)，加熱η型4H-SiC襯底，生長(zhǎng)P-Ga2O3薄膜，待薄膜生長(zhǎng)完畢，繼續(xù)通入氧氣，調(diào)整真空腔內(nèi)的壓強(qiáng)，對(duì)所得FGa2O3薄膜進(jìn)行原位退火;其中，Ga2O3靶材與η型4H-SiC襯底的距離設(shè)定為5厘米，抽真空后腔體壓強(qiáng)為I X 10—6Pa，加熱η型4H-SiC襯底時(shí)腔體壓強(qiáng)為I X10—3Pa，P-Ga2O3薄膜進(jìn)行原位退火時(shí)腔體壓強(qiáng)為1.5Pa，激光能量為5J/cm2，激光脈沖頻率為1Hz，激光的波長(zhǎng)為248nm，n型4H-SiC襯底的加熱溫度為750°C，i3_Ga203薄膜的退火溫度為750 °C,退火時(shí)間為1.5小時(shí)。
[0039]在單片集成的多功能紫外/日盲紫外雙色探測(cè)器電極兩端施加電壓進(jìn)行光電性能測(cè)量，V-1測(cè)量所施加最大電壓為-5伏特，1-t曲線是在-5伏特的電壓下測(cè)量的，發(fā)現(xiàn)控制紫外燈開關(guān)，電流瞬時(shí)發(fā)生變化，并且探測(cè)器對(duì)波長(zhǎng)為254nm的光譜具有高度選擇性，對(duì)波長(zhǎng)為365nm的光譜以及黑暗條件下均沒有響應(yīng)。不同光強(qiáng)照射下的V-1曲線是在5伏特的電壓下測(cè)量的，發(fā)現(xiàn)控制氙燈光強(qiáng)開關(guān)，電流瞬時(shí)發(fā)生變化，并且光電流與光強(qiáng)呈線性變化，0-120yW/cm2的所有光強(qiáng)信號(hào)均可以被探測(cè)器接收到，測(cè)試結(jié)果均與實(shí)施例1類似。
[0040]實(shí)施例4
[0041]步驟(1)、(2)和(4)均與實(shí)施例1相同。步驟(3)中先將腔體抽真空，通入氧氣，調(diào)整真空腔內(nèi)的壓強(qiáng)，加熱η型4H-SiC襯底，生長(zhǎng)P-Ga2O3薄膜，待薄膜生長(zhǎng)完畢，繼續(xù)通入氧氣，調(diào)整真空腔內(nèi)的壓強(qiáng)，對(duì)所得FGa2O3薄膜進(jìn)行原位退火;其中，Ga2O3靶材與η型4H-SiC襯底的距離設(shè)定為5厘米，抽真空后腔體壓強(qiáng)為I X 10—6Pa，加熱η型4H-SiC襯底時(shí)腔體壓強(qiáng)為I X10—3Pa，P-Ga2O3薄膜進(jìn)行原位退火時(shí)腔體壓強(qiáng)為1.5Pa，激光能量為5J/cm2，激光脈沖頻率為1Hz，激光的波長(zhǎng)為248nm，n型4H-SiC襯底的加熱溫度為700°C，i3_Ga203薄膜的退火溫度為700 °C，退火時(shí)間為2小時(shí)。
[0042]在單片集成的多功能紫外/日盲紫外雙色探測(cè)器電極兩端施加電壓進(jìn)行光電性能測(cè)量，V-1測(cè)量所施加最大電壓為-5伏特，1-t曲線是在-5伏特的電壓下測(cè)量的，發(fā)現(xiàn)控制紫外燈開關(guān)，電流瞬時(shí)發(fā)生變化，并且探測(cè)器對(duì)波長(zhǎng)為254nm的光譜具有高度選擇性，對(duì)波長(zhǎng)為365nm的光譜以及黑暗條件下均沒有響應(yīng)。不同光強(qiáng)照射下的V-1曲線是在5伏特的電壓下測(cè)量的，發(fā)現(xiàn)控制氙燈光強(qiáng)開關(guān)，電流瞬時(shí)發(fā)生變化，并且光電流與光強(qiáng)呈線性變化，0-120yW/cm2的所有光強(qiáng)信號(hào)均可以被探測(cè)器接收到，測(cè)試結(jié)果均與實(shí)施例1類似。
[0043]實(shí)施例5
[0044]步驟(1)、(2)和(4)均與實(shí)施例1相同。步驟(3)中先將腔體抽真空，通入氧氣，調(diào)整真空腔內(nèi)的壓強(qiáng)，加熱η型4H-SiC襯底，生長(zhǎng)P-Ga2O3薄膜，待薄膜生長(zhǎng)完畢，繼續(xù)通入氧氣，調(diào)整真空腔內(nèi)的壓強(qiáng)，對(duì)所得FGa2O3薄膜進(jìn)行原位退火;其中，Ga2O3靶材與η型4H-SiC襯底的距離設(shè)定為5厘米，抽真空后腔體壓強(qiáng)為I X 10—6Pa，加熱η型4H-SiC襯底時(shí)腔體壓強(qiáng)為I X10—3Pa，P-Ga2O3薄膜進(jìn)行原位退火時(shí)腔體壓強(qiáng)為2Pa，激光能量為5 J/cm2，激光脈沖頻率為1Hz，激光的波長(zhǎng)為248nm，n型4H-SiC襯底的加熱溫度為740°C，i3_Ga203薄膜的退火溫度為720 °C，退火時(shí)間為2小時(shí)。
[0045]在單片集成的多功能紫外/日盲紫外雙色探測(cè)器電極兩端施加電壓進(jìn)行光電性能測(cè)量，V-1測(cè)量所施加最大電壓為-5伏特，1-t曲線是在-5伏特的電壓下測(cè)量的，發(fā)現(xiàn)控制紫外燈開關(guān)，電流瞬時(shí)發(fā)生變化，并且探測(cè)器對(duì)波長(zhǎng)為254nm的光譜具有高度選擇性，對(duì)波長(zhǎng)為365nm的光譜以及黑暗條件下均沒有響應(yīng)。不同光強(qiáng)照射下的V-1曲線是在5伏特的電壓下測(cè)量的，發(fā)現(xiàn)控制氙燈光強(qiáng)開關(guān)，電流瞬時(shí)發(fā)生變化，并且光電流與光強(qiáng)呈線性變化，0-120yW/cm2的所有光強(qiáng)信號(hào)均可以被探測(cè)器接收到，測(cè)試結(jié)果均與實(shí)施例1類似。
[0046]實(shí)施例6
[0047]步驟(1)、(2)和(4)均與實(shí)施例1相同。步驟(3)中先將腔體抽真空，通入氧氣，調(diào)整真空腔內(nèi)的壓強(qiáng)，加熱η型4H-SiC襯底，生長(zhǎng)P-Ga2O3薄膜，待薄膜生長(zhǎng)完畢，繼續(xù)通入氧氣，調(diào)整真空腔內(nèi)的壓強(qiáng)，對(duì)所得FGa2O3薄膜進(jìn)行原位退火;其中，Ga2O3靶材與η型4H-SiC襯底的距離設(shè)定為5厘米，抽真空后腔體壓強(qiáng)為I X 10—6Pa，加熱η型4H-SiC襯底時(shí)腔體壓強(qiáng)為I X10—3Pa，P-Ga2O3薄膜進(jìn)行原位退火時(shí)腔體壓強(qiáng)為2Pa，激光能量為5 J/cm2，激光脈沖頻率為1Hz，激光的波長(zhǎng)為248nm，n型4H-SiC襯底的加熱溫度為710°C，i3_Ga203薄膜的退火溫度為730 °C,退火時(shí)間為1.5小時(shí)。
[0048]在單片集成的多功能紫外/日盲紫外雙色探測(cè)器電極兩端施加電壓進(jìn)行光電性能測(cè)量，V-1測(cè)量所施加最大電壓為-5伏特，1-t曲線是在-5伏特的電壓下測(cè)量的，發(fā)現(xiàn)控制紫外燈開關(guān)，電流瞬時(shí)發(fā)生變化，并且探測(cè)器對(duì)波長(zhǎng)為254nm的光譜具有高度選擇性，對(duì)波長(zhǎng)為365nm的光譜以及黑暗條件下均沒有響應(yīng)。不同光強(qiáng)照射下的V-1曲線是在5伏特的電壓下測(cè)量的，發(fā)現(xiàn)控制氙燈光強(qiáng)開關(guān)，電流瞬時(shí)發(fā)生變化，并且光電流與光強(qiáng)呈線性變化，0-120yW/cm2的所有光強(qiáng)信號(hào)均可以被探測(cè)器接收到，測(cè)試結(jié)果均與實(shí)施例1類似。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種單片集成的多功能紫外/日盲紫外雙色探測(cè)器，其特征在于由FGa2O3薄膜、η型4H-SiC襯底、Ti/Au薄膜電極以及雙模開關(guān)組成。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單片集成的多功能紫外/日盲紫外雙色探測(cè)器，其特征在于所述的P-Ga2O3薄膜厚度為200-500nm，面積為0.5X0.5?1.5X1.5cm2，所述的η型4H_SiC襯底作為制備FGa2O3薄膜的襯底，所述的P-Ga2O3薄膜面積為η型4H-SiC襯底面積的一半，所述的Ti/Au薄膜電極位于Ga2O3薄膜和η型4H-SiC襯底表面，形狀為直徑200-300微米的圓形，Ti薄膜電極厚度為20-40nm，Au薄膜電極在Ti薄膜電極的上方，厚度為60-120nm，所述雙模開關(guān)包括可自由切換的開I端、開2端和關(guān)閉端，所述雙模開關(guān)開I端的一邊與P-Ga2O3薄膜上的Ti/Au薄膜電極連接，另一邊與4H-SiC襯底上的Ti/Au薄膜電極連接，在開I端回路上施加有反向偏壓，即4H-SiC襯底上的Ti/Au薄膜電極電位高于0-Ga2O3薄膜上的Ti/Au薄膜電極;所述雙模開關(guān)開2端的一邊與0-Ga2O3薄膜上的Ti/Au薄膜電極連接，另一邊與4H-SiC襯底上的Ti/Au薄膜電極連接，在開2端回路上施加有正向偏壓，S卩4H-SiC襯底上的Ti/Au薄膜電極電位低于0-Ga2O3薄膜上的Ti/Au薄膜電極。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單片集成的多功能紫外/日盲紫外雙色探測(cè)器，其特征在于所述的探測(cè)器可以檢測(cè)到0-120yW/cm2的紫外線光強(qiáng)信號(hào)，并且對(duì)波長(zhǎng)為254nm的日盲區(qū)紫外光譜有響應(yīng)。4.一種如權(quán)利要求1所述單片集成的多功能紫外/日盲紫外雙色探測(cè)器的應(yīng)用，其特征在于將所述的探測(cè)器開關(guān)置于正向偏壓時(shí)，可作為太陽光紫外線強(qiáng)度檢測(cè)儀。5.一種如權(quán)利要求1所述單片集成的多功能紫外/日盲紫外雙色探測(cè)器的應(yīng)用，其特征在于將所述的探測(cè)器開關(guān)置于反向偏壓時(shí)，可作為日盲區(qū)紫外火焰探測(cè)器。6.—種單片集成的多功能紫外/日盲紫外雙色探測(cè)器的制備方法，其特征在于該方法具有如下步驟: 1)將η型4H-SiC襯底放入V (HF): V (H2O2) = 1:5的溶液中浸泡以去除自然氧化層，然后用丙酮、乙醇和去離子水分別超聲清洗，并真空干燥； 2)把Ga2O3靶材放置在激光分子束外延系統(tǒng)的靶臺(tái)位置，將步驟I)處理后的η型4H-SiC襯底固定在樣品托上，放進(jìn)真空腔； 3)將腔體抽真空，通入氧氣，調(diào)整真空腔內(nèi)的壓強(qiáng)，加熱η型4H-SiC襯底，生長(zhǎng)P-Ga2O3薄膜，待薄膜生長(zhǎng)完畢，繼續(xù)通入氧氣，調(diào)整真空腔內(nèi)的壓強(qiáng)，對(duì)所得P-Ga2O3薄膜進(jìn)行原位退火;其中，Ga2O3靶材與η型4H-SiC襯底的距離設(shè)定為5厘米，抽真空后腔體壓強(qiáng)為I X 10—6Pa,加熱η型4H-SiC襯底時(shí)腔體壓強(qiáng)為I X 10—3Pa，i3-Ga203薄膜進(jìn)行原位退火時(shí)腔體壓強(qiáng)為1-5Pa，激光能量為5J/cm2，激光脈沖頻率為1Hz，激光的波長(zhǎng)為248nm，n型4H-SiC襯底的加熱溫度為700-800°C A-Ga2O3薄膜的退火溫度為700-800°C，退火時(shí)間為1-2小時(shí)； 4)利用掩膜版并通過射頻磁控濺射技術(shù)在Ga2O3薄膜和η型4H-SiC襯底上面沉積一層Ti/Au薄膜作為測(cè)量電極。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于所述的步驟3)中，η型4H-SiC襯底的加熱溫度為700-750°C A-Ga2O3薄膜的退火溫度為700-750°C，退火時(shí)間為1-1.5小時(shí)。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于所述的步驟4)中，Ti/Au薄膜在氬氣氛圍下退火15分鐘，退火溫度為250 °C。
【文檔編號(hào)】H01L31/032GK105870225SQ201610203082
【公開日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年3月31日
【發(fā)明人】張權(quán)岳
【申請(qǐng)人】張權(quán)岳