【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及可见光探测器领域，特别涉及一种ingan/pdo异质结自供电可见光光电探测器及其制备方法。
技术介绍
1、可见光通信在6g空天地一体的通信网络中有着举足轻重的地位，而传统的si基可见光探测器由于噪声大、使用过程需要附加昂贵的滤光系统等劣势而不在适应于可见光通信的发展，而iii族氮化物半导体材料有着宽的禁带、稳定的化学特性、高的载流子迁移率，这使得ⅲ族氮化物非常适合用于光电器件的制备。
2、ingan材料作为组分可调的第三代半导体材料，其通过精确的组分调控可以实现禁带宽度从0.7ev至3.4ev的精准调控，通过可变的带隙，无需昂贵复杂的滤光系统就可以对可见光波具有选择性的探测，同时其拥有优良稳定的物理化学性质，这些优势使其成为了制备光电探测器的热门选择。通过将ingan材料与其他半导体材料构建二型异质结，利用异质结产生的内建电场能够实现自供电，减少器件体积和能源消耗，如何实现高质量自供电的异质结探测器已经成为研究热门。
3、虽然研究者们已经开展了许多关于ingan光电探测器的研究工作，但是其商业化使用的道路仍然任重而道远。制约ingan基探测器商业化的一个大问题就是目前ingan薄膜质量较差，存在大量缺陷和应力以及相分离情况。ingan薄膜存在大量缺陷和应力主要是由于ingan和衬底之间存在着较大的晶格失配,导致了缺陷和应力的在外延薄膜中大范围的存在。而相分离源于inn和gan的晶格不匹配，为了寻求体系能量最低，in容易发生偏析团聚导致相分离。而薄膜中存在的缺陷会成为载流子复合中心，应力和相分
技术实现思路
1、为了克服现有技术的上述缺点与不足，本专利技术的目的在于提供一种ingan/pdo异质结自供电可见光光电探测器，通过在ingan层上外延pdo构建ingan/pdo异质结，形成了高质量天然pn结，产生了内建电场和高速载流子迁移通道，使探测器实现可见光波段的探测，同时实现了载流子的高效分离与探测器的自供电特性，大幅增强了探测器对可见光波波段的响应特性。
2、本专利技术的另一目的在于提供ingan/pdo异质结自供电可见光光电探测器的制备方法。
3、本专利技术的目的通过以下技术方案实现：
4、一种ingan/pdo异质结自供电可见光光电探测器，包括从下到上依次层叠的衬底、缓冲层、ingan层，pdo层、al2o3绝缘层、第一电极层和第二电极层；所述第一电极层和第二电极层分别设置在pdo层和ingan层上；所述ingan层和pdo层形成ingan/pdo异质结；
5、所述ingan层的厚度为100～200nm，pdo层厚度为20～60nm。
6、优选的，所述的ingan/pdo异质结自供电可见光光电探测器，还包括al2o3绝缘层，所述al2o3绝缘层设置于ingan层和pdo层之间；所述pdo层覆盖于ingan层的部分表面、al2o3绝缘层的表面和al2o3绝缘层的侧面。
7、优选的，所述al2o3绝缘层的厚度为120～160nm。
8、优选的，所述第一电极层为au金属层，厚度为120～240nm。
9、优选的，所述第二电极层为ti/au金属层；ti/au金属层包括从下到上层叠的ti金属层和au金属层，ti金属层的厚度为30～60nm；au金属层的厚度为90～180nm。
10、优选的，所述缓冲层包括从下到上依次层叠的aln层、algan层和gan层；所述aln层、algan层和gan层的厚度分别为200～250nm、300～500nm、1～4μm。
11、所述的ingan/pdo异质结自供电可见光光电探测器的制备方法，包括以下步骤：
12、(1)采用低温pld方法在衬底上生长缓冲层，再在缓冲层上采用高温mocvd生长ingan层；
13、(2)在ingan层上进行光刻，在ingan层上表面匀胶、烘干、曝光、显影和氧离子处理，采用蒸镀将pd薄膜沉积于光刻所开的窗口上；
14、(3)将沉积pd薄膜的外延片放置于通氧的cvd管式炉中，通过热辅助氧化，制备外延的pdo层，形成ingan/pdo异质结功能层；
15、(4)在ingan层上进行第二电极位置窗口的光刻，确定ingan层上电极形状与位置，并通过蒸镀工艺将ti/au电极层蒸镀在ingan层上；在pdo层上进行第一电极位置窗口的光刻，并通过蒸镀工艺将au电极层蒸镀在pdo层上。
16、优选的，步骤(2)中，在ingan层上表面匀胶、烘干、曝光、显影和氧离子处理步骤之后和采用蒸镀将pd薄膜沉积于光刻所开的窗口上步骤之前，还进行以下步骤：
17、通过蒸镀工艺将al2o3绝缘层蒸镀在ingan层上，再通过光刻将窗口开在ingan层和al2o3绝缘层上。
18、优选的，步骤(3)中，cvd管式炉的氧气流速为50～60sccm,管压力为50～55mtorr,升温速度为5℃/s,终止温度为430～450℃，保温时间为6～6.5h。
19、优选的，步骤(2)中，pd薄膜的蒸镀速率为5～9nm/min。
20、优选的，采用低温pld方法在衬底上从下到上依次外延生长aln层、algan层和gan层的温度分别为400～500℃、520～600℃和600～750℃。
21、优选的，采用高温mocvd方法在缓冲层上生长ingan层的温度为800～1200℃。
22、优选的，匀胶速度为1500～3000r/s,烘干时间为85～95s，曝光时间为60～80s，显影时间为10～60s，氧离子处理时间为2～4min。
23、优选的，al2o3绝缘层、金属层电极的蒸镀速率为5～9nm/min。
24、与现有技术相比，本专利技术具有以下优点和有益效果：
25、(1)本专利技术的ingan/pdo异质结自供电可见光光电探测器，通过在ingan层上外延pdo构建ingan/pdo异质结，形成了高质量天然pn结，产生了内建电场和高速载流子迁移通道，使探测器实现可见光波段的探测，同时实现了载流子的高效分离与探测器的自供电特性，大幅增强了探测器对可见光波波段的响应特性、响应度和自供电特性。
26、(2)本专利技术的ingan/pdo异质结自供电可见光光电探测器，通过优化ingan层和pdo层厚度配比实现异质结对可见光波段的带隙匹配，实现对可见光波段的窄带探测；在此基础上优化设计探测器的器件参数、ingan/pdo厚度配比和制备工艺，有效提高了器件对光波的响应能力。
27、(3)本专利技术的ingan/pdo异质结自供电可见光光电探测器，通过在ingan层和pdo层之间设置al2o3绝缘层，确保两个电极分别只与in本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种InGaN/PdO异质结自供电可见光光电探测器，其特征在于，包括从下到上依次层叠的衬底、缓冲层、InGaN层，PdO层、Al2O3绝缘层、第一电极层和第二电极层；所述第一电极层和第二电极层分别设置在PdO层和InGaN层上；所述InGaN层和PdO层形成InGaN/PdO异质结；
2.根据权利要求1所述的InGaN/PdO异质结自供电可见光光电探测器，其特征在于，还包括Al2O3绝缘层，所述Al2O3绝缘层设置于InGaN层和PdO层之间；所述PdO层覆盖于InGaN层的部分表面、Al2O3绝缘层的表面和Al2O3绝缘层的侧面。
3.根据权利要求2所述的InGaN/PdO异质结自供电可见光光电探测器，其特征在于，所述Al2O3绝缘层的厚度为120～160nm。
4.根据权利要求1所述的InGaN/PdO异质结自供电可见光光电探测器，其特征在于，所述第一电极层为Au金属层，厚度为120～240nm。
5.根据权利要求1所述的InGaN/PdO异质结自供电可见光光电探测器，其特征在于，所述第二电极层为Ti/Au金属层；Ti/Au
6.根据权利要求1所述的InGaN/PdO异质结自供电可见光光电探测器，其特征在于，所述缓冲层包括从下到上依次层叠的AlN层、AlGaN层和GaN层；所述AlN层、AlGaN层和GaN层的厚度分别为200～250nm、300～500nm、1～4μm。
7.权利要求1～6任一项所述的InGaN/PdO异质结自供电可见光光电探测器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述的InGaN/PdO异质结自供电可见光光电探测器的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，在InGaN层上表面匀胶、烘干、曝光、显影和氧离子处理步骤之后和采用蒸镀将Pd薄膜沉积于光刻所开的窗口上步骤之前，还进行以下步骤：
9.根据权利要求7所述的InGaN/PdO异质结自供电可见光光电探测器的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，CVD管式炉的氧气流速为50～60sccm,管压力为50～55mTorr,升温速度为5℃/s,终止温度为430～450℃，保温时间为6～6.5h。
10.根据权利要求7所述的InGaN/PdO异质结自供电可见光光电探测器的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，Pd薄膜的蒸镀速率为5～9nm/min。
...【技术特征摘要】
1.一种ingan/pdo异质结自供电可见光光电探测器，其特征在于，包括从下到上依次层叠的衬底、缓冲层、ingan层，pdo层、al2o3绝缘层、第一电极层和第二电极层；所述第一电极层和第二电极层分别设置在pdo层和ingan层上；所述ingan层和pdo层形成ingan/pdo异质结；
2.根据权利要求1所述的ingan/pdo异质结自供电可见光光电探测器，其特征在于，还包括al2o3绝缘层，所述al2o3绝缘层设置于ingan层和pdo层之间；所述pdo层覆盖于ingan层的部分表面、al2o3绝缘层的表面和al2o3绝缘层的侧面。
3.根据权利要求2所述的ingan/pdo异质结自供电可见光光电探测器，其特征在于，所述al2o3绝缘层的厚度为120～160nm。
4.根据权利要求1所述的ingan/pdo异质结自供电可见光光电探测器，其特征在于，所述第一电极层为au金属层，厚度为120～240nm。
5.根据权利要求1所述的ingan/pdo异质结自供电可见光光电探测器，其特征在于，所述第二电极层为ti/au金属层；ti/au金属层包括从下到上层叠的ti金属层和au金属层，ti金属层的厚度为30～60nm；au金属层的厚度为...
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