【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于半导体深紫外弱光探测，具体涉及一种基于核壳微米线的雪崩光电探测器及其制备方法。
技术介绍
1、紫外探测的意义遍及科学研究、医疗诊断、环境监测、工业应用和安全检测等各个领域。它们不仅加深了人类对自然界的认识，而且在人类健康、环境保护、工业效率提高和安全保障方面发挥着至关重要的作用。然而，在实际应用中，经常遇到检测弱光信号的挑战。微弱光信号的探测在天文星光观测、生物医学荧光显微成像等领域都是必不可少的。传统光电探测器由于受到暗电流和噪声的限制，往往不能满足这些要求，导致信噪比低，检测灵敏度不足。
2、为了克服这些限制，雪崩光电二极管应用而生。通过利用雪崩效应，雪崩光电二极管可以将弱光信号放大到可检测的水平，从而实现对弱光信号的高灵敏度检测。它们在光检测领域的出现为微弱光信号的检测提供了一种新的解决方案，不仅在科学研究和医学诊断中发挥着重要作用，而且为工业和安全应用提供了可靠的技术支持。
3、随着纳米科学和纳米技术的不断发展，人们希望实现微纳米结构基雪崩光电探测器，进一步提升芯片集成密度。然而，微米线有限的感光面积成为限制雪崩器件实现的主要原因。为解决这一难题，有研究小组尝试制备微纳米线阵列雪崩光电探测器。但是阵列的制备，一方面增加了工艺难度，另一方面与提升芯片集成密度的初衷相违背。此外，现有的微米线基雪崩光电探测器还面临着暗电流大、雪崩增益低，击穿电压低等问题。
技术实现思路
1、专利技术目的：为克服现有技术中的不足，本专利技术提供了一种基于核壳微
2、技术方案：一种基于核壳微米线的雪崩光电探测器，包括：作为内核的微米线；所述微米线的一端被多层壳层包裹，该微米线的另一端暴露；在暴露的微米线的另一端上设置正极，在最外层的壳层上设置负极；其中，多层壳层至少包括作为暗电流抑制层的壳层和作为吸收层的壳层，作为暗电流抑制层的壳层与微米线和作为吸收层的壳层形成单极势垒，致使雪崩发生在作为吸收层的壳层的一侧。
3、进一步的，所述微米线为zno微米线。
4、进一步的，所述微米线为直径为1-100μm、长度为500-1500μm的zno微米线。
5、进一步的，作为暗电流抑制层的壳层为hfo2壳层。
6、进一步的，作为吸收层的壳层为ga2o3壳层。
7、进一步的，被多层壳层包裹的微米线的一端的长度为微米线长度的1/2～2/3。
8、本专利技术公开了一种制备基于核壳微米线的雪崩光电探测器的制备方法，包括以下步骤：
9、采用化学气相沉积技术，生长作为内核的微米线；
10、将微米线转移至sio2衬底上；
11、利用图形化金属掩膜版，将位于sio2衬底上的微米线的一端遮盖住；
12、采用磁控溅射技术，在微米线暴露的另一端沉积多层壳层；
13、用电极掩膜版替换图形化金属掩膜版，利用磁控溅射技术，在微米线的一端设置正极；利用磁控溅射技术，在最外层的壳层上设置负极，至此制备得到基于核壳微米线的雪崩光电探测器；
14、其中，多层壳层至少包括作为暗电流抑制层的壳层和作为吸收层的壳层，作为暗电流抑制层的壳层与微米线和作为吸收层的壳层形成单极势垒，致使雪崩发生在作为吸收层的壳层的一侧。
15、进一步的，所述微米线为zno微米线，作为暗电流抑制层的壳层为hfo2壳层，作为吸收层的壳层为ga2o3壳层。
16、进一步的，图形化金属掩膜版和电极掩膜版为具有对准标志的镂空板，可以相互对齐。
17、有益效果：与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：
18、(1)本专利技术将zno微米线作为内核，微米线的一端包裹hfo2和ga2o3作为壳层，构建zno/hfo2/ga2o3核壳微米线基异质结，并在ga2o3壳层上设置ti/au电极作为负极，在zno内核上设置in电极作为正极；zno微米线作为核层，将器件限制在微纳领域，hfo2壳层作为暗电流抑制层，并于zno和ga2o3形成单极势垒，致使雪崩发生在ga2o3一侧，在降低器件暗电流的同时提升器件的击穿电压和弱光探测效率；ga2o3作为吸收层，实现深紫外波段探测；
19、(2)本专利技术通过化学气相沉积和磁控溅射技术，避免了各类干法刻蚀技术的使用，消除了由干法刻蚀引入的边缘漏电和边沿提前击穿；同时，降低了工艺成本和操作难度。
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1.一种基于核壳微米线的雪崩光电探测器，其特征在于：包括：作为内核的微米线；所述微米线的一端被多层壳层包裹，该微米线的另一端暴露；在暴露的微米线的另一端上设置正极，在最外层的壳层上设置负极；其中，多层壳层至少包括作为暗电流抑制层的壳层和作为吸收层的壳层，作为暗电流抑制层的壳层与微米线和作为吸收层的壳层形成单极势垒，致使雪崩发生在作为吸收层的壳层的一侧。
2.根据权利要求1所述的一种基于核壳微米线的雪崩光电探测器，其特征在于：所述微米线为ZnO微米线。
3.根据权利要求1所述的一种基于核壳微米线的雪崩光电探测器，其特征在于：所述微米线为直径为1-100μm、长度为500-1500μm的ZnO微米线。
4.根据权利要求1所述的一种基于核壳微米线的雪崩光电探测器，其特征在于：作为暗电流抑制层的壳层为HfO2壳层。
5.根据权利要求1所述的一种基于核壳微米线的雪崩光电探测器，其特征在于：作为吸收层的壳层为Ga2O3壳层。
6.根据权利要求1所述的一种基于核壳微米线的雪崩光电探测器，其特征在于：被多层壳层包裹的微米线的一端的长度为
7.一种制备基于核壳微米线的雪崩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所述的一种制备基于核壳微米线的雪崩光电探测器的制备方法，其特征在于：所述微米线为ZnO微米线，作为暗电流抑制层的壳层为HfO2壳层，作为吸收层的壳层为Ga2O3壳层。
9.根据权利要求7所述的一种制备基于核壳微米线的雪崩光电探测器的制备方法，其特征在于：图形化金属掩膜版和电极掩膜版为具有对准标志的镂空板，可以相互对齐。
...【技术特征摘要】
1.一种基于核壳微米线的雪崩光电探测器，其特征在于：包括：作为内核的微米线；所述微米线的一端被多层壳层包裹，该微米线的另一端暴露；在暴露的微米线的另一端上设置正极，在最外层的壳层上设置负极；其中，多层壳层至少包括作为暗电流抑制层的壳层和作为吸收层的壳层，作为暗电流抑制层的壳层与微米线和作为吸收层的壳层形成单极势垒，致使雪崩发生在作为吸收层的壳层的一侧。
2.根据权利要求1所述的一种基于核壳微米线的雪崩光电探测器，其特征在于：所述微米线为zno微米线。
3.根据权利要求1所述的一种基于核壳微米线的雪崩光电探测器，其特征在于：所述微米线为直径为1-100μm、长度为500-1500μm的zno微米线。
4.根据权利要求1所述的一种基于核壳微米线的雪崩光电探测器，其特征在于：作为暗电流抑制层的壳层为h...
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