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专利号: 2022102974775
申请人: 电子科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.基于MgO钝化的非晶Ga2O3日盲紫外探测器,其特征在于:所述非晶Ga2O3日盲紫外探测器通过制备衬底工艺、紫外光刻技术处理工艺及原子层沉积设备处理工艺得到;且在进行原子层沉积设备处理工艺时,分别采用(环戊二烯基)镁、三乙基镓 (TEG)和氧气作为Mg源、Ga源和O源。

2.根据权利要求1所述的基于MgO钝化的非晶Ga2O3日盲紫外探测器,其特征在于:所述制备衬底工艺包括下述步骤:2

1.1)将大块的作为衬底的原材料切割成1×1cm大小,形成衬底;

1.2)将切割好的衬底装入石英管中,加入肥皂水超声清洗15‑30min;

1.3)用去离子水冲干净石英管中的肥皂水,然后用去离子水超声清洗两‑四次,单次

15‑30min;

1.4)经步骤1.3)后,先后利用丙酮、乙醇分别进行超声清洗15‑30min;

1.5)用高纯氮气气枪将衬底吹干。

3.根据权利要求2所述的基于MgO钝化的非晶Ga2O3日盲紫外探测器,其特征在于:所述紫外光刻技术处理工艺包括下述步骤:

2.1)预处理,将步骤1)所得衬底放置在加热台上在110‑120℃条件下加热5‑10min;

2.2)匀胶,首先在500 600r/min,持续5 7s的低速旋转,然后上升为4000 4500r/min,~ ~ ~持续60 65s的高速旋转,从而使得光刻胶在衬底表面形成均匀的薄膜;

~

2.3)前烘,对步骤2.2)所得在基板加热温度为90 95℃条件下加热1 2min;

~ ~

2.4)经43.5 47.5s曝光后,在基板加热温度为95 100℃条件下加热2 3min;

~ ~ ~

2.5)将步骤2.4)所得进行40 60s左右显影;

~

2.6)镀膜,经步骤2.5)后,采用双源电子束物理气相沉积法制备金电极;

2.7)镀膜完成后,使用去胶液将其表面的光刻胶清洗干净,随后用酒精和去离子水清洗,并吹干,得初品。

4.根据权利要求1所述的基于MgO钝化的非晶Ga2O3日盲紫外探测器,其特征在于:所述原子层沉积设备处理工艺具体为:将经紫外光刻技术处理后所得放入原子层沉积设备中,在反应的基底温度设置为200‑250℃,载气为高纯氮气,(环戊二烯基)镁作为Mg源、TEG(三乙基镓)作为Ga源、氧气作为O源的条件下进行反应,得非晶Ga2O3日盲紫外探测器。

5.根据权利要求1~4任一项所述的基于MgO钝化的非晶Ga2O3日盲紫外探测器,其特征在于:所述衬底采用石英、Si、蓝宝石中的任一种。

6.如权利要求1~5任一项所述的基于MgO钝化的非晶Ga2O3日盲紫外探测器制备方法,其特征在于:包括下述步骤:2

1)将大块的作为衬底的原材料经切割和清洗得到1×1cm大小的衬底备用;

2)将步骤1)所得的衬底采用负胶光刻法制备叉指电极图案,再采用双源电子束物理气相沉积法制备金电极于衬底上表面形成初品;

3)将初品采用等离子体增强原子层沉积法依次沉积MgO钝化层薄膜和非晶Ga2O3薄膜于衬底与叉指电极上表面得到非晶Ga2O3日盲紫外探测器。

7.根据权利要求6所述的基于MgO钝化的非晶Ga2O3日盲紫外探测器制备方法,其特征在于:所述步骤1)包括下述步骤:2

1.1)将大块的作为衬底的原材料切割成1×1 cm大小,形成衬底;

1.2)将切割好的衬底装入石英管中,加入肥皂水超声清洗15‑30min;

1.3)用去离子水冲干净石英管中的肥皂水,然后用去离子水超声清洗两‑四次,单次

15‑30min;

1.4)经步骤1.3)后,先后利用丙酮、乙醇分别进行超声清洗15‑30min;

1.5)用高纯氮气气枪将衬底吹干。

8.根据权利要求6或7所述的基于MgO钝化的非晶Ga2O3日盲紫外探测器制备方法,其特征在于:所述步骤2)包括下述步骤:

2.1)预处理,将衬底置于加热台上,在加热温度为110‑120℃条件下加热5‑10min;

2.2)匀胶,首先在500 600r/min,持续5 7s的低速旋转,然后上升为4000 4500r/min,~ ~ ~持续60 65s的高速旋转,从而使得光刻胶在衬底表面形成均匀的薄膜;

~

2.3)前烘,对步骤2.2)所得在基板加热温度为90 95℃条件下加热1 2min;

~ ~

2.4)经43.5 47.5s曝光后,在基板加热温度为95 100℃条件下加热2‑3min;

~ ~

2.5)将步骤2.4)所得进行40‑60s显影;

2.6)镀膜,经步骤2.5)后,采用双源电子束物理气相沉积法制备金电极;

2.7)镀膜完成后,使用去胶液将其表面的光刻胶清洗干净,随后用酒精和去离子水清洗,并吹干,得初品。

9.根据权利要求8所述的基于MgO钝化的非晶Ga2O3日盲紫外探测器制备方法,其特征在于:所述步骤3)包括下述步骤:

3.1)将初品放入原子层沉积设备中,并将反应的基底温度升温至200 250℃;

~

3.2)在反应腔内注入MgCp2,持续时间0.5‑1s;

3.3)经步骤3.2)后持续5‑10s的N2吹扫;

3.4)注入O2等离子体,持续时间10‑15s;

3.5)再次持续5‑10s的N2吹扫;

3.6)循环步骤3.2)步骤3.5),重复10 50个循环,使得衬底上形成厚度为1‑5 nm的MgO~ ~钝化层薄膜;

3.7)继续在反应腔内注入TEG,持续时间0.5‑1s;

3.8)经步骤3.7)后持续5‑10s的N2吹扫;

3.9)注入O2等离子体,持续时间10‑15s;

3.10)再次持续5‑10s的N2吹扫;

3.11)循环步骤3.7)步骤3.10),循环次数1500‑2500次左右或持续时间13‑16h左右,~得非晶Ga2O3薄膜厚度为100‑150nm的非晶Ga2O3日盲紫外探测器。

10.根据权利要求6或7所述的基于MgO钝化的非晶Ga2O3日盲紫外探测器制备方法,其特征在于:所述步骤3)包括下述步骤:

3.1)将初品放入原子层沉积设备中,并将反应的基底温度升温至200 250℃;

~

3.2)在反应腔内注入MgCp2,持续时间0.5‑1s;

3.3)经步骤3.2)后持续5‑10s的N2吹扫;

3.4)注入O2等离子体,持续时间10‑15s;

3.5)再次持续5‑10s的N2吹扫;

3.6)循环步骤3.2)步骤3.5),重复10 50个循环,使得衬底上形成厚度为1‑5 nm的MgO~ ~钝化层薄膜;

3.7)继续在反应腔内注入TEG,持续时间0.5‑1s;

3.8)经步骤3.7)后持续5‑10s的N2吹扫;

3.9)注入O2等离子体,持续时间10‑15s;

3.10)再次持续5‑10s的N2吹扫;

3.11)循环步骤3.7)步骤3.10),循环次数1500‑2500次左右或持续时间13‑16h左右,~得非晶Ga2O3薄膜厚度为100‑150nm的非晶Ga2O3日盲紫外探测器。