透明柔性非极性GaN纳米线紫外探测器及其制备方法技术

本发明专利技术涉及属于半导体器件领域，具体涉及一种透明柔性非极性GaN纳米线紫外探测器及其制备方法，应用于紫外探测器结构和制造技术。自下而上依次有透明柔性基底、非极性GaN纳米线、透明电极，透明电极分别覆盖在非极性GaN纳米线的两端，且形成欧姆接触。先利用沉积的方法在衬底上生长非极性GaN纳米线；然后将单根非极性GaN纳米线转移至透明柔性基底上；再利用光刻的方法光刻出电极图形；最后在非极性GaN纳米线两端镀上透明电极，即得所述紫外探测器。本发明专利技术实现了紫外探测器的透明柔性化，大大提高了紫外探测器的应用领域。本发明专利技术的透明柔性紫外光探测器在紫外光波段响应高、速度快，制备工艺简单，材料环保可靠，成本低，有利于广泛应用。

【技术实现步骤摘要】
透明柔性非极性GaN纳米线紫外探测器及其制备方法
本专利技术涉及属于半导体器件领域，具体涉及一种透明柔性非极性GaN纳米线紫外探测器及其制备方法，应用于紫外探测器结构和制造技术。
技术介绍
由于紫外探测器可以用于臭氧层紫外线的检测、环境污染的预测和报警、火灾的探测和预防、工厂废气的检测及治理，对环境的保护和人类的可持续发展起着重要的作用，紫外探测技术和器件的需求也日益增长。世界各国都把紫外探测技术列为研究开发的重点课题。美国国防部早在2001年就已经启动宽禁带半导体技术创新计划(WBSTI)，重点解决材料质量和器件制造技术问题，促进此类器件工程化应用的进展。相比之下，我国对宽禁带半导体材料与器件的研究起步较晚，目前还处于劣势。由于非极性GaN基器件能消除极化效应产生的内建电场，克服电子空穴空间分离的问题，提高器件的发光效率，稳定发光波长，减小开启电压。自2000年非极性器件取得突破以来，非极性GaN基材料和器件成为了当今研究热点。然而，由于非极性GaN纳米线制备困难，目前还未见有人对非极性GaN纳米线紫外光电探测器的制备和工艺进行过报道。另外，虽然GaN在紫外光电探测技术方面已经受到了广泛的关注，但将光电探测器集成在可穿戴或可折叠装备上还处于探索阶段。要想制备高性能、柔性、透明的紫外探测器，不仅要对非极性纳米材料的光学和电学特性进行深入研究，还要对单根纳米线的转移工艺和透明电极制备工艺进行不断地摸索。透明柔性非极性GaN纳米线紫外光电探测器是一种非常有应用前景的紫外探测器件，掌握其材料的制备方法及器件组装的工艺将有助于我们进一步提高性能和开拓应用领域，推动相关产业的快速发展。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种透明柔性非极性GaN纳米线紫外探测器及其制备方法，以提高紫外探测器的性能和应用范围。为了达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种透明柔性非极性GaN纳米线紫外探测器，自下而上依次有透明柔性基底、非极性GaN纳米线、透明电极，透明电极分别覆盖在非极性GaN纳米线的两端，且形成欧姆接触。所述的透明柔性非极性GaN纳米线紫外探测器，透明柔性基底为聚氯乙烯薄膜、聚丙烯薄膜、聚乙烯薄膜、聚氨酯薄膜或聚二甲基硅烷薄膜，厚度为500纳米至1毫米。所述的透明柔性非极性GaN纳米线紫外探测器，非极性GaN纳米线是沿着GaN晶体的m面或者a面生长，非极性GaN纳米线的直径为50纳米至900纳米，非极性GaN纳米线的长度为1微米至1毫米。所述的透明柔性非极性GaN纳米线紫外探测器，透明电极是氧化铟锡ITO或掺氟的氧化锡FTO，透明电极的厚度为100纳米。所述的透明柔性非极性GaN纳米线紫外探测器的制备方法，包括如下步骤：1)将衬底依次用丙酮、无水乙醇和去离子水进行超声清洗，用氮气吹干，备用；2)采用沉积的方法，在衬底上制备非极性GaN纳米线；3)利用物理剥离的方法将非极性GaN纳米线从衬底上剥离下来；4)将剥离下来的非极性GaN纳米线分散到溶液中，并超声震荡；5)将分散后的溶液滴到透明柔性基底上；6)利用光刻的方法在单根非极性GaN纳米线两端刻蚀出电极图形；7)利用薄膜沉积技术在非极性GaN纳米线两端镀上透明电极；8)用去胶液去除光刻胶。所述的透明柔性非极性GaN纳米线紫外探测器的制备方法，步骤2)沉积的方法为：金属有机物化学气相沉积MOCVD、氢化物气相沉积HVPE或原子层沉积ALD或化学气相沉积CVD。所述的透明柔性非极性GaN纳米线紫外探测器的制备方法，步骤1)、2)、3)衬底为(1-102)蓝宝石、(11-20)蓝宝石、(100)LaAlO3、(302)LiAlO2、(10-10)蓝宝石、(001)MgO、(100)LiGaO2或(100)LiAlO2。所述的透明柔性非极性GaN纳米线紫外探测器的制备方法，步骤4)溶液为酒精或者丙酮。所述的透明柔性非极性GaN纳米线紫外探测器的制备方法，步骤6)电极图形为矩形或多边形。所述的透明柔性非极性GaN纳米线紫外探测器的制备方法，步骤7)薄膜沉积技术为磁控溅射、化学气相沉积或热蒸发法。本专利技术的优点及有益效果是：1、传统的GaN紫外探测器不仅光响应度不够高，且不透明并不可弯曲，这大大限制了紫外探测器在军事和民生方面的应用。本专利技术的透明柔性非极性GaN纳米线紫外探测器可以有效的解决传统探测器所面对的问题。所以，必将在实际应用中创造巨大的经济效益。2、本专利技术实现了紫外探测器的透明柔性化，大大提高了紫外探测器的应用领域。3、本专利技术的透明柔性紫外光探测器在紫外光波段响应高、速度快，制备工艺简单，材料环保可靠，成本低，有利于广泛应用。附图说明为进一步了解本专利技术的结构、特征及其目的，以下结合附图及较佳具体实施例的详细说明如后，其中：图1是透明柔性非极性GaN纳米线紫外探测器的截面结构示意图；图2是透明柔性非极性GaN纳米线紫外探测器的俯视结构示意图。图中，1、透明柔性基底；2、非极性GaN纳米线；3、透明电极。具体实施方式：如图1-图2所示，本专利技术透明柔性非极性GaN纳米线紫外探测器，包括：一透明柔性基底1、一非极性GaN纳米线2、一透明电极3，自下而上依次有透明柔性基底1、非极性GaN纳米线2、透明电极3，透明电极分别覆盖在非极性GaN纳米线2的两端，且形成欧姆接触。其中，透明柔性基底1为聚氯乙烯薄膜、聚丙烯薄膜、聚乙烯薄膜、聚氨酯薄膜或聚二甲基硅烷薄膜，厚度为500纳米至1毫米。非极性GaN纳米线2是沿着GaN晶体的m面或者a面生长，非极性GaN纳米线的直径为50纳米至900纳米，长度为1微米至1毫米。透明电极3是氧化铟锡(ITO)或掺氟的氧化锡(FTO)，厚度为100纳米。下面，通过实施例对本专利技术进一步详细阐述。实施例1如图1-图2所示，本实施例中透明柔性非极性GaN纳米线紫外探测器的制备方法，具体步骤如下：1)将衬底依次用丙酮、无水乙醇和去离子水进行超声清洗，用氮气吹干，备用；2)采用金属有机物化学气相沉积(MOCVD)的方法，在m面蓝宝石衬底上制备沿着m面生长的非极性GaN纳米线2；3)利用物理剥离的方法将m面非极性GaN纳米线2从m面蓝宝石衬底上剥离下来；4)将剥离下来的m面非极性GaN纳米线2分散到酒精溶液中，并超声震荡；5)将分散后的酒精溶液滴到聚氯乙烯薄膜透明柔性基底1上；6)利用光刻的方法在单根m面非极性GaN纳米线2两端刻蚀出矩形电极图形；7)利用磁控溅射的方法在m面非极性GaN纳米线两端溅射一层100纳米厚的ITO透明电极3；8)用去胶液去除光刻胶，得到最终器件。实施例2如图1-图2所示，本实施例中透明柔性非极性GaN纳米线紫外探测器的制备方法，具体步骤如下：1)将衬底依次用丙酮、无水乙醇和去离子水进行超声清洗，用氮气吹干，备用；2)采用氢化物气相沉积(HVPE)的方法，在(302)LiAlO2衬底上制备直径为500纳米，长度为20微米且沿着a面生长的非极性GaN纳米线2；3)利用物理剥离的方法将a面非极性GaN纳米线2从(302)LiAlO2衬底上剥离下来；4)将剥离下来的a面非极性GaN纳米线2分散到酒精溶液中，并超声震荡；5)将分散后的酒精溶液滴到聚丙烯薄膜透明柔性基底1上；6)利用光刻的方法在单根a面非极性GaN纳米线2两端刻蚀出矩形电极本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种透明柔性非极性GaN纳米线紫外探测器，其特征在于，自下而上依次有透明柔性基底、非极性GaN纳米线、透明电极，透明电极分别覆盖在非极性GaN纳米线的两端，且形成欧姆接触。

【技术特征摘要】
1.一种透明柔性非极性GaN纳米线紫外探测器，其特征在于，自下而上依次有透明柔性基底、非极性GaN纳米线、透明电极，透明电极分别覆盖在非极性GaN纳米线的两端，且形成欧姆接触。2.根据权利要求1所述的透明柔性非极性GaN纳米线紫外探测器，其特征在于，透明柔性基底为聚氯乙烯薄膜、聚丙烯薄膜、聚乙烯薄膜、聚氨酯薄膜或聚二甲基硅烷薄膜，厚度为500纳米至1毫米。3.根据权利要求1所述的透明柔性非极性GaN纳米线紫外探测器，其特征在于，非极性GaN纳米线是沿着GaN晶体的m面或者a面生长，非极性GaN纳米线的直径为50纳米至900纳米，非极性GaN纳米线的长度为1微米至1毫米。4.根据权利要求1所述的透明柔性非极性GaN纳米线紫外探测器，其特征在于，透明电极是氧化铟锡ITO或掺氟的氧化锡FTO，透明电极的厚度为100纳米。5.一种权利要求1所述的透明柔性非极性GaN纳米线紫外探测器的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1)将衬底依次用丙酮、无水乙醇和去离子水进行超声清洗，用氮气吹干，备用；2)采用沉积的方法，在衬底上制备非极性GaN纳米线；3)利用物理剥离的方法将非极性GaN纳米线从衬底上剥离下来；4)将剥离下来的非极性GaN纳米线分散到溶液中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜辛，刘宝丹，张兴来，刘鲁生，
申请(专利权)人：中国科学院金属研究所，
类型：发明
国别省市：辽宁,21