CN107170854B - 太赫兹波探测器的制备方法 - Google Patents
太赫兹波探测器的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107170854B CN107170854B CN201710495198.9A CN201710495198A CN107170854B CN 107170854 B CN107170854 B CN 107170854B CN 201710495198 A CN201710495198 A CN 201710495198A CN 107170854 B CN107170854 B CN 107170854B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- added
- minutes
- layer presoma
- stirring
- presoma
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 34
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 82
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 62
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 41
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 36
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 28
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 28
- 229910002601 GaN Inorganic materials 0.000 claims abstract description 21
- RNQKDQAVIXDKAG-UHFFFAOYSA-N aluminum gallium Chemical compound [Al].[Ga] RNQKDQAVIXDKAG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
- 238000000407 epitaxy Methods 0.000 claims abstract description 16
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 90
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 48
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 42
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 32
- XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acetate Chemical compound CCOC(C)=O XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 30
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 30
- XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-N dimethylselenoniopropionate Natural products CCC(O)=O XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 28
- 239000011858 nanopowder Substances 0.000 claims description 28
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 claims description 27
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 26
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 claims description 24
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 claims description 23
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 claims description 23
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims description 21
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 20
- CASUWPDYGGAUQV-UHFFFAOYSA-M potassium;methanol;hydroxide Chemical compound [OH-].[K+].OC CASUWPDYGGAUQV-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 16
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 229910001868 water Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 claims description 15
- ODVRHJKVXOGKEJ-UHFFFAOYSA-N iron 5,10,15,20-tetraphenyl-21,23-dihydroporphyrin Chemical compound [Fe].c1cc2nc1c(-c1ccccc1)c1ccc([nH]1)c(-c1ccccc1)c1ccc(n1)c(-c1ccccc1)c1ccc([nH]1)c2-c1ccccc1 ODVRHJKVXOGKEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- VBICKXHEKHSIBG-UHFFFAOYSA-N 1-monostearoylglycerol Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(=O)OCC(O)CO VBICKXHEKHSIBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 claims description 14
- 229910052772 Samarium Inorganic materials 0.000 claims description 14
- BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N Tetraethyl orthosilicate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)OCC BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- UFMZWBIQTDUYBN-UHFFFAOYSA-N cobalt dinitrate Chemical compound [Co+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O UFMZWBIQTDUYBN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 229910001981 cobalt nitrate Inorganic materials 0.000 claims description 14
- HGQSXVKHVMGQRG-UHFFFAOYSA-N dioctyltin Chemical compound CCCCCCCC[Sn]CCCCCCCC HGQSXVKHVMGQRG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 claims description 14
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 claims description 14
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 claims description 14
- 235000019260 propionic acid Nutrition 0.000 claims description 14
- IUVKMZGDUIUOCP-BTNSXGMBSA-N quinbolone Chemical compound O([C@H]1CC[C@H]2[C@H]3[C@@H]([C@]4(C=CC(=O)C=C4CC3)C)CC[C@@]21C)C1=CCCC1 IUVKMZGDUIUOCP-BTNSXGMBSA-N 0.000 claims description 14
- KZUNJOHGWZRPMI-UHFFFAOYSA-N samarium atom Chemical compound [Sm] KZUNJOHGWZRPMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 239000013049 sediment Substances 0.000 claims description 14
- SWCIQHXIXUMHKA-UHFFFAOYSA-N aluminum;trinitrate;nonahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.O.O.O.[Al+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O SWCIQHXIXUMHKA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- QEQBMZQFDDDTPN-UHFFFAOYSA-N (2-methylpropan-2-yl)oxy benzenecarboperoxoate Chemical compound CC(C)(C)OOOC(=O)C1=CC=CC=C1 QEQBMZQFDDDTPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 12
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 claims description 11
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 claims description 11
- OLLFKUHHDPMQFR-UHFFFAOYSA-N dihydroxy(diphenyl)silane Chemical compound C=1C=CC=CC=1[Si](O)(O)C1=CC=CC=C1 OLLFKUHHDPMQFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 229940071125 manganese acetate Drugs 0.000 claims description 11
- UOGMEBQRZBEZQT-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);diacetate Chemical compound [Mn+2].CC([O-])=O.CC([O-])=O UOGMEBQRZBEZQT-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 11
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 claims description 10
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 claims description 10
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 claims description 10
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 10
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 9
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 9
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 9
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 5
- -1 silicon diol Chemical class 0.000 claims description 5
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 4
- 238000002248 hydride vapour-phase epitaxy Methods 0.000 claims description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 2
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 9
- OTEKOJQFKOIXMU-UHFFFAOYSA-N 1,4-bis(trichloromethyl)benzene Chemical compound ClC(Cl)(Cl)C1=CC=C(C(Cl)(Cl)Cl)C=C1 OTEKOJQFKOIXMU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 3
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims 3
- BNGXYYYYKUGPPF-UHFFFAOYSA-M (3-methylphenyl)methyl-triphenylphosphanium;chloride Chemical compound [Cl-].CC1=CC=CC(C[P+](C=2C=CC=CC=2)(C=2C=CC=CC=2)C=2C=CC=CC=2)=C1 BNGXYYYYKUGPPF-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims 1
- 238000001451 molecular beam epitaxy Methods 0.000 claims 1
- CHWRSCGUEQEHOH-UHFFFAOYSA-N potassium oxide Chemical compound [O-2].[K+].[K+] CHWRSCGUEQEHOH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910001950 potassium oxide Inorganic materials 0.000 claims 1
- 238000000927 vapour-phase epitaxy Methods 0.000 claims 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 12
- 238000013461 design Methods 0.000 abstract description 7
- 230000005533 two-dimensional electron gas Effects 0.000 abstract description 7
- 230000005669 field effect Effects 0.000 abstract description 4
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 abstract description 3
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 92
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 15
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 description 11
- 230000004044 response Effects 0.000 description 11
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 11
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 11
- 230000004043 responsiveness Effects 0.000 description 9
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 7
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 7
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 7
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 5
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 4
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 4
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 238000011160 research Methods 0.000 description 3
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 2
- 208000037656 Respiratory Sounds Diseases 0.000 description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 125000005842 heteroatom Chemical group 0.000 description 2
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 2
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 2
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 2
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 2
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 2
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 2
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 2
- 241001062009 Indigofera Species 0.000 description 1
- 206010040844 Skin exfoliation Diseases 0.000 description 1
- 206010043458 Thirst Diseases 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 210000001367 artery Anatomy 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000011449 brick Substances 0.000 description 1
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 1
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 description 1
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000035618 desquamation Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 230000005518 electrochemistry Effects 0.000 description 1
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 description 1
- 238000001534 heteroepitaxy Methods 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 239000010977 jade Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 238000002488 metal-organic chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 238000004377 microelectronic Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 description 1
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 230000005622 photoelectricity Effects 0.000 description 1
- 239000013047 polymeric layer Substances 0.000 description 1
- 239000013630 prepared media Substances 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010183 spectrum analysis Methods 0.000 description 1
- 230000035922 thirst Effects 0.000 description 1
- XCZXGTMEAKBVPV-UHFFFAOYSA-N trimethylgallium Chemical compound C[Ga](C)C XCZXGTMEAKBVPV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 210000003462 vein Anatomy 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
- H01L31/184—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof the active layers comprising only AIIIBV compounds, e.g. GaAs, InP
- H01L31/1844—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof the active layers comprising only AIIIBV compounds, e.g. GaAs, InP comprising ternary or quaternary compounds, e.g. Ga Al As, In Ga As P
- H01L31/1848—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof the active layers comprising only AIIIBV compounds, e.g. GaAs, InP comprising ternary or quaternary compounds, e.g. Ga Al As, In Ga As P comprising nitride compounds, e.g. InGaN, InGaAlN
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/08—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors
- H01L31/10—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors characterised by potential barriers, e.g. phototransistors
- H01L31/101—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation
- H01L31/112—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by field-effect operation, e.g. junction field-effect phototransistor
- H01L31/113—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by field-effect operation, e.g. junction field-effect phototransistor being of the conductor-insulator-semiconductor type, e.g. metal-insulator-semiconductor field-effect transistor
- H01L31/1136—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by field-effect operation, e.g. junction field-effect phototransistor being of the conductor-insulator-semiconductor type, e.g. metal-insulator-semiconductor field-effect transistor the device being a metal-insulator-semiconductor field-effect transistor
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
Abstract
本发明属于探测器技术领域，具体涉及一种太赫兹波探测器及其制备方法。以铝镓氮/镓氮高电子迁移率场效应晶体管（HEMT）为基本结构，通过衬底设计、利用外延法制备铝镓氮/镓氮层；然后制备有源区台面、栅介质、欧姆接触窗口、电极，得到的场效应晶体管中的二维电子气具有较高的电子浓度和迁移率，得到在室温条件下对THz波实现高速、高灵敏度、高信噪比探测的波谱探测装置，最终实现对太赫兹波的探测。
Description
技术领域
本发明属于探测器技术领域，具体涉及一种太赫兹波探测器的制备方法。
背景技术
太赫兹（Terahertz，THz）辐射是对一个特定波段的电磁辐射的统称，通常是指频率在0.1THz~10THz（波长在3mm~30um）范围内的电磁波，它在电磁波谱中位于微波和红外辐射之间。在电子学领域里，这一波段的电磁波又被称做毫米波和亚毫米波；而在光谱学领域，它也被称为远红外线。
太赫兹辐射之所以引起我们浓厚的兴趣，是因为它具有很多独特的性质和广泛的应用前景。太赫兹波辐射源具有：宽频性、透视性、安全性等特性，所以它在物理、化学、生物医学等基础领域，以及有无损成像、安全检查、光谱分析和雷达通讯方面有着重要的应用前景。
和太赫兹辐射源一样，太赫兹探测也是太赫兹科技中的另一关键技术，也是太赫兹技术应用投入到实际应用的另一关键环节。目前，太赫兹信号探测技术从原理上可分为相干脉冲时域连续波探测技术和非相干直接能量探测技术两类。基于相干技术的太赫兹脉冲时域连续波探测技术采用与太赫兹脉冲生成相类似的方式进行相干探测，一类探测方法称为太赫兹时域光谱技术；另一类在太赫兹波低频端选用超外差式探测器。主要探测方法有热辐射探测法、傅里叶变换光谱法、时域光谱法、外差式探测法以及太赫兹量子阱红外光子探测。在太赫兹波段的开发和利用中，探测太赫兹信号具有举足轻重的意义。因为，一方面，由于太赫兹辐射源输出功率低，频率范围内热辐射背景噪声大、水蒸汽衰减严重等因素的影响，从目标反射回来的太赫兹辐射信号更低，与较短波长的光学波段电磁波相比，太赫兹波光子能量低，背景噪声通常占据显著地位。这就要求太赫兹探测器具有很高的探测灵敏度和频率分辨率，另一方面，随着太赫兹技术在各领域特别是军事领域中的深入开展，不断提高探测灵敏度成为必然的要求。
由于目前太赫兹光源的辐射功率普遍都比较低，而现有的太赫兹波探测器普遍具有响应速度慢（热释电探测器）、探测频率窄（肖特基二极管）、 灵敏度差（Golay cell探测器）和需要低温工作（测辐射热计）的缺点，因此发展一种高速、高灵敏度、高信噪且在室温条件下可以工作的太赫兹波探测器尤为重要。
在前期的探测器中，三极子耦合天线同时作为源、漏和栅电极跟HEMT器件集成，栅极天线跟源极天线在同一平面内，金属栅极对栅下2 DEG处的横向电场起到了较大的屏蔽作用，导致天线的耦合效率不高和器件响应度低。
因此，研究人员长久以来一直渴望发展出一种较成熟的灵敏度高，探测频率宽，体积小，高速，廉价，室温工作的商用太赫兹探测器，以大幅推动THz技术的发展和应用。
发明内容
本发明公开了一种太赫兹波探测器及其制备方法，以铝镓氮/镓氮高电子迁移率场效应晶体管（HEMT）为基本结构，该场效应晶体管中的二维电子气具有较高的电子浓度和迁移率，得到在室温条件下对THz波实现高速、高灵敏度、高信噪比探测的波谱探测装置，最终实现对太赫兹波的探测。
本发明采用如下技术方案：
一种太赫兹波探测器的制备方法，包括以下步骤：
（1）在氮气保护下，混合六氯铱酸铵、二辛基锡、九水合硝酸铝、乙醇和丙酸；然后回流搅拌5分钟，然后加入氢氧化钾甲醇溶液与过氧苯甲酸叔丁酯；反应10分钟后自然冷却至室温，加入乙酸乙酯聚沉离心；将离心沉淀物水洗后分散于乙醇中得分散体系；然后加入乙酸锰、硝酸钴、水，搅拌10分钟加入三茂钐，搅拌1小时，得到支撑层前驱体；
（2）在分散体系中加入聚乙烯醇、双氧水、四苯基卟啉铁，50℃搅拌1小时，然后加入4,4-二氨苯基甲烷、正硅酸乙酯，回流搅拌10分钟，然后浓缩得到固含量80%的浓缩物；将浓缩物进行超重力处理；然后冷冻干燥，得到纳米粉；所述超重力处理的转速为35000～40000rpm；浓缩物的流量为80～90mL/min；
（3）将氧化石墨烯、环氧树脂加入丙酮，回流搅拌20分钟后加入单硬脂酸甘油酯与二苯基硅二醇，继续搅拌10分钟，然后加入石蜡，搅拌30分钟，得到隔离层前驱体；
（4）将纳米粉加入隔离层前驱体中，搅拌5分钟后加入碳纳米管，搅拌10分钟得到加强层前驱体；
（5）在耐热基底上依次涂覆隔离层前驱体、加强层前驱体、支撑层前驱体，得到衬底；每次涂覆后室温干燥；
（6）在衬底上利用外延法制备铝镓氮/镓氮层；然后制备有源区台面、栅介质、欧姆接触窗口、电极，从而得到太赫兹波探测器。
本发明还公开了一种太赫兹波探测装置的制备方法，包括以下步骤：
（1）在氮气保护下，混合六氯铱酸铵、二辛基锡、九水合硝酸铝、乙醇和丙酸；然后回流搅拌5分钟，然后加入氢氧化钾甲醇溶液与过氧苯甲酸叔丁酯；反应10分钟后自然冷却至室温，加入乙酸乙酯聚沉离心；将离心沉淀物水洗后分散于乙醇中得分散体系；然后加入乙酸锰、硝酸钴、水，搅拌10分钟加入三茂钐，搅拌1小时，得到支撑层前驱体；
（2）在分散体系中加入聚乙烯醇、双氧水、四苯基卟啉铁，50℃搅拌1小时，然后加入4,4-二氨苯基甲烷、正硅酸乙酯，回流搅拌10分钟，然后浓缩得到固含量80%的浓缩物；将浓缩物进行超重力处理；然后冷冻干燥，得到纳米粉；所述超重力处理的转速为35000～40000rpm；浓缩物的流量为80～90mL/min；
（3）将氧化石墨烯、环氧树脂加入丙酮，回流搅拌20分钟后加入单硬脂酸甘油酯与二苯基硅二醇，继续搅拌10分钟，然后加入石蜡，搅拌30分钟，得到隔离层前驱体；
（4）将纳米粉加入隔离层前驱体中，搅拌5分钟后加入碳纳米管，搅拌10分钟得到加强层前驱体；
（5）在耐热基底上依次涂覆隔离层前驱体、加强层前驱体、支撑层前驱体，得到衬底；每次涂覆后室温干燥；
（6）在衬底上利用外延法制备铝镓氮/镓氮层；然后制备有源区台面、栅介质、欧姆接触窗口、电极，从而得到太赫兹波探测器；将太赫兹波探测器进行封装，得到太赫兹波探测装置。
本发明还公开了一种太赫兹波探测系统的制备方法，包括以下步骤：
（1）在氮气保护下，混合六氯铱酸铵、二辛基锡、九水合硝酸铝、乙醇和丙酸；然后回流搅拌5分钟，然后加入氢氧化钾甲醇溶液与过氧苯甲酸叔丁酯；反应10分钟后自然冷却至室温，加入乙酸乙酯聚沉离心；将离心沉淀物水洗后分散于乙醇中得分散体系；然后加入乙酸锰、硝酸钴、水，搅拌10分钟加入三茂钐，搅拌1小时，得到支撑层前驱体；
（2）在分散体系中加入聚乙烯醇、双氧水、四苯基卟啉铁，50℃搅拌1小时，然后加入4,4-二氨苯基甲烷、正硅酸乙酯，回流搅拌10分钟，然后浓缩得到固含量80%的浓缩物；将浓缩物进行超重力处理；然后冷冻干燥，得到纳米粉；所述超重力处理的转速为35000～40000rpm；浓缩物的流量为80～90mL/min；
（3）将氧化石墨烯、环氧树脂加入丙酮，回流搅拌20分钟后加入单硬脂酸甘油酯与二苯基硅二醇，继续搅拌10分钟，然后加入石蜡，搅拌30分钟，得到隔离层前驱体；
（4）将纳米粉加入隔离层前驱体中，搅拌5分钟后加入碳纳米管，搅拌10分钟得到加强层前驱体；
（5）在耐热基底上依次涂覆隔离层前驱体、加强层前驱体、支撑层前驱体，得到衬底；每次涂覆后室温干燥；
（6）在衬底上利用外延法制备铝镓氮/镓氮层；然后制备有源区台面、栅介质、欧姆接触窗口、电极，从而得到太赫兹波探测器；将太赫兹波探测器进行封装，得到太赫兹波探测装置；将太赫兹波探测装置与支架、电脑、指示灯组合，得到太赫兹波探测系统。
本发明中，创造性在于衬底的制备，完全颠覆了现有技术的衬底，后续在衬底上进一步的操作，比如在衬底上利用外延法制备铝镓氮/镓氮层；然后制备有源区台面、栅介质、欧姆接触窗口、电极都属于现有技术，根据需要参数进行设计，不会对本发明技术效果产生影响；将太赫兹波探测器进行封装，得到太赫兹波探测装置的操作也可根据芯片环氧封装进行；将太赫兹波探测装置与支架、电脑、指示灯组合，得到太赫兹波探测系统可根据机械设计、电脑连线操作。利用太赫兹波探测系统可准确、稳定的检测环境中的太赫兹波。
本发明中，六氯铱酸铵、二辛基锡、九水合硝酸铝、乙醇、丙酸、氢氧化钾甲醇溶液、过氧苯甲酸叔丁酯、乙酸锰、硝酸钴、水、三茂钐的质量比为15∶45∶38∶150∶80∶50∶3∶20∶30∶100∶2；离心沉淀物、聚乙烯醇、双氧水、四苯基卟啉铁、4,4-二氨苯基甲烷、正硅酸乙酯的质量比为15∶55∶5∶0.1∶40∶50；氧化石墨烯、环氧树脂、丙酮、单硬脂酸甘油酯、二苯基硅二醇、石蜡的质量比为5∶100∶150∶20∶30∶12；纳米粉、隔离层前驱体的质量比为75∶100。
本发明还公开了一种太赫兹波探测器用衬底的制备方法，包括以下步骤：
（1）在氮气保护下，混合六氯铱酸铵、二辛基锡、九水合硝酸铝、乙醇和丙酸；然后回流搅拌5分钟，然后加入氢氧化钾甲醇溶液与过氧苯甲酸叔丁酯；反应10分钟后自然冷却至室温，加入乙酸乙酯聚沉离心；将离心沉淀物水洗后分散于乙醇中得分散体系；然后加入乙酸锰、硝酸钴、水，搅拌10分钟加入三茂钐，搅拌1小时，得到支撑层前驱体；
（2）在分散体系中加入聚乙烯醇、双氧水、四苯基卟啉铁，50℃搅拌1小时，然后加入4,4-二氨苯基甲烷、正硅酸乙酯，回流搅拌10分钟，然后浓缩得到固含量80%的浓缩物；将浓缩物进行超重力处理；然后冷冻干燥，得到纳米粉；所述超重力处理的转速为35000～40000rpm；浓缩物的流量为80～90mL/min；
（3）将氧化石墨烯、环氧树脂加入丙酮，回流搅拌20分钟后加入单硬脂酸甘油酯与二苯基硅二醇，继续搅拌10分钟，然后加入石蜡，搅拌30分钟，得到隔离层前驱体；
（4）将纳米粉加入隔离层前驱体中，搅拌5分钟后加入碳纳米管，搅拌10分钟得到加强层前驱体；
（5）在耐热基底上依次涂覆隔离层前驱体、加强层前驱体、支撑层前驱体，得到衬底；每次涂覆后室温干燥。
本发明还公开了一种太赫兹波探测器用衬底前驱体的制备方法，包括以下步骤：
（1）在氮气保护下，混合六氯铱酸铵、二辛基锡、九水合硝酸铝、乙醇和丙酸；然后回流搅拌5分钟，然后加入氢氧化钾甲醇溶液与过氧苯甲酸叔丁酯；反应10分钟后自然冷却至室温，加入乙酸乙酯聚沉离心；将离心沉淀物水洗后分散于乙醇中得分散体系；然后加入乙酸锰、硝酸钴、水，搅拌10分钟加入三茂钐，搅拌1小时，得到支撑层前驱体；
（2）在分散体系中加入聚乙烯醇、双氧水、四苯基卟啉铁，50℃搅拌1小时，然后加入4,4-二氨苯基甲烷、正硅酸乙酯，回流搅拌10分钟，然后浓缩得到固含量80%的浓缩物；将浓缩物进行超重力处理；然后冷冻干燥，得到纳米粉；所述超重力处理的转速为35000～40000rpm；浓缩物的流量为80～90mL/min；
（3）将氧化石墨烯、环氧树脂加入丙酮，回流搅拌20分钟后加入单硬脂酸甘油酯与二苯基硅二醇，继续搅拌10分钟，然后加入石蜡，搅拌30分钟，得到隔离层前驱体；
（4）将纳米粉加入隔离层前驱体中，搅拌5分钟后加入碳纳米管，搅拌10分钟得到加强层前驱体；
（5）所述太赫兹波探测器用衬底前驱体包括隔离层前驱体、加强层前驱体、支撑层前驱体。
本发明还公开了上述制备方法得到的产品。
所述氢氧化钾甲醇溶液中氢氧化钾的质量浓度为4.5%；所述聚乙烯醇的分子量为1500～2000。本发明通过加入聚乙烯醇的同时加入双氧水、四苯基卟啉铁，除了增加纳米粉表面活性之外，更重要的是对聚乙烯醇的分子量有所减少即对聚乙烯醇的分子链有一定的降解作用，这对后续导电纳米粉与树脂混合后，提高金属氧化物的分散性能以及连续性能有关键帮助，尤其是避免聚乙烯醇对整体性能的影响，充分发挥了聚乙烯醇在导电粉体表面结合其他化合物提高活性以及增加相容性从而体现良好电性能的优点，增加了外延制备过程烧结效果。
本发明中，隔离层前驱体、加强层前驱体、支撑层前驱体在耐热基底上的厚度分别为50微米、500微米、260微米；在外延制备镓氮过程中，各层发生明显变化，产生化学反应，隔离层前驱体先固化形成交联结构，体现一定的力学强度，然后碳化，加强层前驱体纳米粉与有机体系交互形成网络结构，并与上下层产生化学键作用力使得三层融为一体，后续有机层碳化、纳米粉形成致密结构，支撑层前驱体发生氧化物互溶，并最终形成致密结构，特别的致密材料中以导电氧化复合物为主，同时含有的石墨烯、碳纳米管以及硅元素提高了其力学强度，从而可以支撑上方材料；厚度的优选，既保证得到的衬底剥离耐热基底后具备优异的力学性能以及电性能，又保证外延制备过程不会出现有机物流动导致的污染、位移等问题，从而制备的器件中，样品表面形貌良好，外延薄膜不存在裂纹，n型背底浓度低于102cm-3。
本发明限定各组分用量以及工艺参数，一方面因为在本发明之前没有可参考文献，更没有理论指导，第二方面因为异质体尤其用于检测器件的异质体的制备过程十分关键，是器件性能的基础，直接影响器件应用价值，第三方面因为本发明限定的条件制备的衬底用于器件制备，取得的技术效果非常好，尤其是隔离层前驱体、加强层前驱体、支撑层前驱体三层材料的配合，既解决了异质结支撑的问题，又避免了现有基底比如蓝宝石存在的缺陷，还因为纳米粉的使用，使得衬底力学性能强，电性能好。
现有技术着眼于结构设计，对于基础制备研究极少，少部分研究仅仅在异质体生长方面。镓氮的熔点和饱和蒸汽压高，很难采用通常的方法制备出体单晶。目前在国际上镓氮生长基本是采用异质外延制备，在蓝宝石衬底上外延镓氮材料，是制作光电子器件的通用办法；MOCVD技术制备镓氮过程中，三甲基镓做为MO源，NH3做为N源并以H2和N2或者这种两种气体的混合气体为载气，将反应物载入反应腔并在一定温度下发生反应，生成相应薄膜材料的分子团，在衬底表面上吸附、成核、生长，最后形成所需的外延层。由于镓氮与蓝宝石衬底的晶格失配和热失配都很大，生长的样品表面形貌很差,外延薄膜存在裂纹，n型背底浓度通常在1018cm-3以上。材料衬底的选择对外延铝镓氮/镓氮晶体质量影响很大，对器件的性能和可靠性产生重要影响，这也是现有技术太赫兹波探测器成熟缓慢的主要原因。
现有在蓝宝石上采用两步法生长铝镓氮/镓氮，即先在低温制备缓冲层再高温生长铝镓氮/镓氮，可以稍微提高生长效果；但是提高有限，而且造成成本升高、步骤繁琐、资源消耗，因为第一步也需要在超过500度的高温下进行，关键是如果第一步存在缺陷会严重影响第二步，效果不如直接在蓝宝石上制备。本发明首先在常温下设计一层隔离层位于耐热基底上，再涂覆加强层以及支撑层，然后在支撑层上高温一步外延生长铝镓氮/镓氮，在生长过程中，加强层以及支撑层同时发生烧结形成致密结构，既可以支撑铝镓氮/镓氮又可以解决现有衬底与镓氮不匹配的问题，隔离层为聚合物层，外延制备过程分解为碳材料，限定厚度条件下与致密结构融为一体，与耐热基底无作用力，既可以实现与耐热基底的剥离，又可以具备低的电阻，耐热基底作用简单，仅仅起到前期支撑，生长完成后，即可移除，可选任何表面光滑、可承受外延温度的材料。
本发明的材料具有禁带宽、成键离子性强以及晶体中存在强烈的自发极化效应等特点。与传统的MESFET器件相比，本发明的HEMTs具有较高的二维电子气浓度，浓度高达1014cm2，而且由于势阱中的电子与施主杂质在空间上是分离的，电子迁移率得以大大地提高，表现为HEMT器件具有高跨导、高饱和电流以及高截止频率的优良特性。
基于本发明制作的异质结，在常温下可具有5000 cm2/Vs的高电子迁移率，这使其在高频微波器件制造中比现有器件更具优势；二维电子气密度很高，通常可达1014cm2，是现有 HEMT的10倍，这主要是由于本发明基材料都是强极化材料，自发极化效应和由晶格失配引起的压电极化效应在界面造成了大量的固定正电荷，这直接导致了高面密度二维电子气的形成。
高速仍然是微电子的追求目标；高温、大功率、抗辐照等还是没有很好解决的问题。本发明的器件具有能隙更宽、饱和电子速率更高、击穿电压更大、介电常数更小、导热性能更好等特点，其化学性质更稳定、耐高温、耐腐蚀，非常适合于制作抗辐射、高频、大功率和高密度集成的电子器件以及蓝、绿光和紫外光电子器件；不仅具有输出功率大，截止频率高的优点，还具备对恶劣工作条件的承受能力，可望在传统器件所不能胜任的高温、强辐射环境中得到应用。所有这些优良的性质，很好的弥补了现有半导体器件由于本身固有的缺点导致的问题。
现有技术主要研究异质结以及天线对器件的影响，对于衬底产生的影响机理还不清楚，但是本领域技术人员知晓衬底作为器件制备以及结构的重要组成，对器件的影响很大。可惜的是，由于学科交叉太大以及电化学的复杂性，目前检测器件领域还没有脱离基本的蓝宝石、碳化硅基底的研究，本发明创造性的设计新的衬底用于异质结的制备，无需改变现有器件制备工艺，得到的产品性能优异，具有强大的应用潜力，并抛砖引玉，希望我国研究人员多学科交叉，提高检测器件的各方面性能，避免木桶效应，为我国检测器件的发展而努力。
具体实施方式
本发明中，创造性在于衬底的制备，完全颠覆了现有技术的衬底，后续在衬底上进一步的操作，比如在衬底上利用外延法1100℃（可选金属有机物化学气相外延法、分子束外延法或者氢化物气相外延法）制备铝镓氮/镓氮层；然后制备有源区台面、栅介质、欧姆接触窗口、电极都属于现有技术，其参数设计为现有通用设计；移除耐热基底后，将太赫兹波探测器进行封装，得到太赫兹波探测装置的操作也可根据芯片环氧封装进行；将太赫兹波探测装置与支架、电脑、指示灯组合，得到太赫兹波探测系统可根据机械设计、电脑连线操作。利用太赫兹波探测系统可准确、稳定的检测环境中的太赫兹波。
实施例一
一种太赫兹波探测器的制备方法，包括以下步骤：
（1）在氮气保护下，混合六氯铱酸铵、二辛基锡、九水合硝酸铝、乙醇和丙酸；然后回流搅拌5分钟，然后加入氢氧化钾甲醇溶液与过氧苯甲酸叔丁酯；反应10分钟后自然冷却至室温，加入乙酸乙酯聚沉离心；将离心沉淀物水洗后分散于乙醇中得分散体系；然后加入乙酸锰、硝酸钴、水，搅拌10分钟加入三茂钐，搅拌1小时，得到支撑层前驱体；
（2）在分散体系中加入聚乙烯醇、双氧水、四苯基卟啉铁，50℃搅拌1小时，然后加入4,4-二氨苯基甲烷、正硅酸乙酯，回流搅拌10分钟，然后浓缩得到固含量80%的浓缩物；将浓缩物进行超重力处理；然后冷冻干燥，得到纳米粉；所述超重力处理的转速为40000rpm；浓缩物的流量为90mL/min；
（3）将氧化石墨烯、环氧树脂加入丙酮，回流搅拌20分钟后加入单硬脂酸甘油酯与二苯基硅二醇，继续搅拌10分钟，然后加入石蜡，搅拌30分钟，得到隔离层前驱体；
（4）将纳米粉加入隔离层前驱体中，搅拌5分钟后加入碳纳米管，搅拌10分钟得到加强层前驱体；
（5）在清洗的蓝宝石基底上依次涂覆隔离层前驱体、加强层前驱体、支撑层前驱体，得到衬底；每次涂覆后室温干燥；
（6）在衬底上利用外延法制备铝镓氮/镓氮层；移除蓝宝石，然后制备有源区台面、栅介质、欧姆接触窗口、电极，从而得到太赫兹波探测器。
同时，对步骤（5）的衬底进行180℃/1小时的固化，测试发现Td达到476℃；利用外延法空跑对步骤（5）的衬底进行烧结，得到致密导电材料，压缩强度达到141MPa，弯曲模量达到6.36Gpa，冲击强度达到29.2KJ/m2，完全可以作为异质结支撑材料，体积电阻率2.7Ω·cm；将在衬底上利用外延法制备铝镓氮/镓氮层后，进行膨胀系数测试，异质结层与衬底层误差小于0.2%；可具有5000 cm2/Vs的高电子迁移率，二维电子气密度很高，通常可达1014cm2。
对制备的器件进行1.0 THz应用测试，常温下，光电流为3.1nA，噪声等功率为185pW/Hz0.5，响应度为182mA/W，响应时间为6ps；液氮下，光电流为3.9nA，噪声等功率为26pW/Hz0.5，响应度为359mA/W，响应时间为2ps；80℃下，光电流为2.4nA，噪声等功率为275pW/Hz0.5，响应度为125mA/W，响应时间为9ps。
上述六氯铱酸铵、二辛基锡、九水合硝酸铝、乙醇、丙酸、氢氧化钾甲醇溶液、过氧苯甲酸叔丁酯、乙酸锰、硝酸钴、水、三茂钐的质量比为15∶45∶38∶150∶80∶50∶3∶20∶30∶100∶2；离心沉淀物、聚乙烯醇、双氧水、四苯基卟啉铁、4,4-二氨苯基甲烷、正硅酸乙酯的质量比为15∶55∶5∶0.1∶40∶50；氧化石墨烯、环氧树脂、丙酮、单硬脂酸甘油酯、二苯基硅二醇、石蜡的质量比为5∶100∶150∶20∶30∶12；纳米粉、隔离层前驱体的质量比为75∶100；氢氧化钾甲醇溶液中氢氧化钾的质量浓度为4.5%；所述聚乙烯醇的分子量为1500～2000；隔离层前驱体、加强层前驱体、支撑层前驱体在耐热基底上的厚度分别为50微米、500微米、260微米。
实施例二
一种太赫兹波探测器的制备方法，包括以下步骤：
（1）在氮气保护下，混合六氯铱酸铵、二辛基锡、九水合硝酸铝、乙醇和丙酸；然后回流搅拌5分钟，然后加入氢氧化钾甲醇溶液与过氧苯甲酸叔丁酯；反应10分钟后自然冷却至室温，加入乙酸乙酯聚沉离心；将离心沉淀物水洗后分散于乙醇中得分散体系；然后加入乙酸锰、硝酸钴、水，搅拌10分钟加入三茂钐，搅拌1小时，得到支撑层前驱体；
（2）在分散体系中加入聚乙烯醇、双氧水、四苯基卟啉铁，50℃搅拌1小时，然后加入4,4-二氨苯基甲烷、正硅酸乙酯，回流搅拌10分钟，然后浓缩得到固含量80%的浓缩物；将浓缩物进行超重力处理；然后冷冻干燥，得到纳米粉；所述超重力处理的转速为35000rpm；浓缩物的流量为80mL/min；
（3）将氧化石墨烯、环氧树脂加入丙酮，回流搅拌20分钟后加入单硬脂酸甘油酯与二苯基硅二醇，继续搅拌10分钟，然后加入石蜡，搅拌30分钟，得到隔离层前驱体；
（4）将纳米粉加入隔离层前驱体中，搅拌5分钟后加入碳纳米管，搅拌10分钟得到加强层前驱体；
（5）在清洗的蓝宝石上依次涂覆隔离层前驱体、加强层前驱体、支撑层前驱体，得到衬底；每次涂覆后室温干燥；
（6）在衬底上利用外延法制备铝镓氮/镓氮层；移除蓝宝石，然后制备有源区台面、栅介质、欧姆接触窗口、电极，从而得到太赫兹波探测器。
同时，对步骤（5）的衬底进行180℃/1小时的固化，测试发现Td达到474℃；利用外延法空跑对步骤（5）的衬底进行烧结，得到致密导电材料，压缩强度达到142MPa，弯曲模量达到6.34Gpa，冲击强度达到29.3KJ/m2，完全可以作为异质结支撑材料，体积电阻率2.7Ω·cm；将在衬底上利用外延法制备铝镓氮/镓氮层后，进行膨胀系数测试，异质结层与衬底层误差小于0.2%；可具有5000 cm2/Vs的高电子迁移率，二维电子气密度很高，通常可达1014cm2。
对制备的器件进行1.0 THz应用测试，常温下，光电流为3.0nA，噪声等功率为187pW/Hz0.5，响应度为181mA/W，响应时间为6ps；液氮下，光电流为3.9nA，噪声等功率为28pW/Hz0.5，响应度为357mA/W，响应时间为2ps；80℃下，光电流为2.4nA，噪声等功率为276pW/Hz0.5，响应度为123mA/W，响应时间为9ps。
上述六氯铱酸铵、二辛基锡、九水合硝酸铝、乙醇、丙酸、氢氧化钾甲醇溶液、过氧苯甲酸叔丁酯、乙酸锰、硝酸钴、水、三茂钐的质量比为15∶45∶38∶150∶80∶50∶3∶20∶30∶100∶2；离心沉淀物、聚乙烯醇、双氧水、四苯基卟啉铁、4,4-二氨苯基甲烷、正硅酸乙酯的质量比为15∶55∶5∶0.1∶40∶50；氧化石墨烯、环氧树脂、丙酮、单硬脂酸甘油酯、二苯基硅二醇、石蜡的质量比为5∶100∶150∶20∶30∶12；纳米粉、隔离层前驱体的质量比为75∶100；氢氧化钾甲醇溶液中氢氧化钾的质量浓度为4.5%；所述聚乙烯醇的分子量为1500～2000；隔离层前驱体、加强层前驱体、支撑层前驱体在耐热基底上的厚度分别为50微米、500微米、260微米。
采用现有蓝宝石基底，利用外延法制备铝镓氮/镓氮层；然后制备有源区台面、栅介质、欧姆接触窗口、电极，从而得到太赫兹波探测器，进行1.0 THz应用测试，常温下，光电流为2.1nA，噪声等功率为10nW/Hz0.5，响应度为106mA/W，响应时间为12ps；液氮下，光电流为2.5nA，噪声等功率为1nW/Hz0.5，响应度为287mA/W，响应时间为6ps；80℃下，光电流为1.1nA，噪声等功率为196nW/Hz0.5，响应度为37mA/W，响应时间为58ps。
Claims (7)
1.一种太赫兹波探测器的制备方法，包括以下步骤：
（1）在氮气保护下，混合六氯铱酸铵、二辛基锡、九水合硝酸铝、乙醇和丙酸；然后回流搅拌5分钟，然后加入氢氧化钾甲醇溶液与过氧苯甲酸叔丁酯；反应10分钟后自然冷却至室温，加入乙酸乙酯聚沉离心；将离心沉淀物水洗后分散于乙醇中得分散体系；然后加入乙酸锰、硝酸钴、水，搅拌10分钟加入三茂钐，搅拌1小时，得到支撑层前驱体；
（2）在分散体系中加入聚乙烯醇、双氧水、四苯基卟啉铁，50℃搅拌1小时，然后加入4,4-二氨苯基甲烷、正硅酸乙酯，回流搅拌10分钟，然后浓缩得到固含量80%的浓缩物；将浓缩物进行超重力处理；然后冷冻干燥，得到纳米粉；所述超重力处理的转速为35000～40000rpm；浓缩物的流量为80～90mL/min；
（3）将氧化石墨烯、环氧树脂加入丙酮，回流搅拌20分钟后加入单硬脂酸甘油酯与二苯基硅二醇，继续搅拌10分钟，然后加入石蜡，搅拌30分钟，得到隔离层前驱体；
（4）将纳米粉加入隔离层前驱体中，搅拌5分钟后加入碳纳米管，搅拌10分钟得到加强层前驱体；
（5）在耐热基底上依次涂覆隔离层前驱体、加强层前驱体、支撑层前驱体，得到衬底；每次涂覆后室温干燥；
（6）在衬底上利用外延法制备铝镓氮/镓氮层；然后制备有源区台面、栅介质、欧姆接触窗口、电极，从而得到太赫兹波探测器。
2.一种太赫兹波探测装置的制备方法，包括以下步骤：
（1）在氮气保护下，混合六氯铱酸铵、二辛基锡、九水合硝酸铝、乙醇和丙酸；然后回流搅拌5分钟，然后加入氢氧化钾甲醇溶液与过氧苯甲酸叔丁酯；反应10分钟后自然冷却至室温，加入乙酸乙酯聚沉离心；将离心沉淀物水洗后分散于乙醇中得分散体系；然后加入乙酸锰、硝酸钴、水，搅拌10分钟加入三茂钐，搅拌1小时，得到支撑层前驱体；
（2）在分散体系中加入聚乙烯醇、双氧水、四苯基卟啉铁，50℃搅拌1小时，然后加入4,4-二氨苯基甲烷、正硅酸乙酯，回流搅拌10分钟，然后浓缩得到固含量80%的浓缩物；将浓缩物进行超重力处理；然后冷冻干燥，得到纳米粉；所述超重力处理的转速为35000～40000rpm；浓缩物的流量为80～90mL/min；
（3）将氧化石墨烯、环氧树脂加入丙酮，回流搅拌20分钟后加入单硬脂酸甘油酯与二苯基硅二醇，继续搅拌10分钟，然后加入石蜡，搅拌30分钟，得到隔离层前驱体；
（4）将纳米粉加入隔离层前驱体中，搅拌5分钟后加入碳纳米管，搅拌10分钟得到加强层前驱体；
（5）在耐热基底上依次涂覆隔离层前驱体、加强层前驱体、支撑层前驱体，得到衬底；每次涂覆后室温干燥；
（6）在衬底上利用外延法制备铝镓氮/镓氮层；然后制备有源区台面、栅介质、欧姆接触窗口、电极，从而得到太赫兹波探测器；将太赫兹波探测器进行封装，得到太赫兹波探测装置。
3.一种太赫兹波探测系统的制备方法，包括以下步骤：
（1）在氮气保护下，混合六氯铱酸铵、二辛基锡、九水合硝酸铝、乙醇和丙酸；然后回流搅拌5分钟，然后加入氢氧化钾甲醇溶液与过氧苯甲酸叔丁酯；反应10分钟后自然冷却至室温，加入乙酸乙酯聚沉离心；将离心沉淀物水洗后分散于乙醇中得分散体系；然后加入乙酸锰、硝酸钴、水，搅拌10分钟加入三茂钐，搅拌1小时，得到支撑层前驱体；
（2）在分散体系中加入聚乙烯醇、双氧水、四苯基卟啉铁，50℃搅拌1小时，然后加入4,4-二氨苯基甲烷、正硅酸乙酯，回流搅拌10分钟，然后浓缩得到固含量80%的浓缩物；将浓缩物进行超重力处理；然后冷冻干燥，得到纳米粉；所述超重力处理的转速为35000～40000rpm；浓缩物的流量为80～90mL/min；
（3）将氧化石墨烯、环氧树脂加入丙酮，回流搅拌20分钟后加入单硬脂酸甘油酯与二苯基硅二醇，继续搅拌10分钟，然后加入石蜡，搅拌30分钟，得到隔离层前驱体；
（4）将纳米粉加入隔离层前驱体中，搅拌5分钟后加入碳纳米管，搅拌10分钟得到加强层前驱体；
（5）在耐热基底上依次涂覆隔离层前驱体、加强层前驱体、支撑层前驱体，得到衬底；每次涂覆后室温干燥；
（6）在衬底上利用外延法制备铝镓氮/镓氮层；然后制备有源区台面、栅介质、欧姆接触窗口、电极，从而得到太赫兹波探测器；将太赫兹波探测器进行封装，得到太赫兹波探测装置；将太赫兹波探测装置与支架、电脑、指示灯组合，得到太赫兹波探测系统。
4.根据权利要求1、2或者3所述的制备方法，其特征在于，六氯铱酸铵、二辛基锡、九水合硝酸铝、乙醇、丙酸、氢氧化钾甲醇溶液、过氧苯甲酸叔丁酯、乙酸锰、硝酸钴、水、三茂钐的质量比为15∶45∶38∶150∶80∶50∶3∶20∶30∶100∶2；离心沉淀物、聚乙烯醇、双氧水、四苯基卟啉铁、4,4-二氨苯基甲烷、正硅酸乙酯的质量比为15∶55∶5∶0.1∶40∶50；氧化石墨烯、环氧树脂、丙酮、单硬脂酸甘油酯、二苯基硅二醇、石蜡的质量比为5∶100∶150∶20∶30∶12；纳米粉、隔离层前驱体的质量比为75∶100。
5.根据权利要求1、2或者3所述的制备方法，其特征在于，所述氢氧化钾甲醇溶液中氢氧化钾的质量浓度为4.5%；所述聚乙烯醇的分子量为1500～2000。
6.根据权利要求1、2或者3所述的制备方法，其特征在于，隔离层前驱体、加强层前驱体、支撑层前驱体在耐热基底上的厚度分别为50微米、500微米、260微米。
7.根据权利要求1、2或者3所述的制备方法，其特征在于，所述外延法为金属有机物化学气相外延法、分子束外延法或者氢化物气相外延法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710495198.9A CN107170854B (zh) | 2017-06-26 | 2017-06-26 | 太赫兹波探测器的制备方法 |
| CN201810835957.6A CN109216500B (zh) | 2017-06-26 | 2017-06-26 | 太赫兹波探测器用衬底及其制备方法 |
| CN201811052425.1A CN109411563B (zh) | 2017-06-26 | 2017-06-26 | 太赫兹波探测器用衬底前驱体及其制备方法 |
| CN201810837978.1A CN109004060B (zh) | 2017-06-26 | 2017-06-26 | 太赫兹波探测器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710495198.9A CN107170854B (zh) | 2017-06-26 | 2017-06-26 | 太赫兹波探测器的制备方法 |
Related Child Applications (3)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201810837978.1A Division CN109004060B (zh) | 2017-06-26 | 2017-06-26 | 太赫兹波探测器 |
| CN201811052425.1A Division CN109411563B (zh) | 2017-06-26 | 2017-06-26 | 太赫兹波探测器用衬底前驱体及其制备方法 |
| CN201810835957.6A Division CN109216500B (zh) | 2017-06-26 | 2017-06-26 | 太赫兹波探测器用衬底及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107170854A CN107170854A (zh) | 2017-09-15 |
| CN107170854B true CN107170854B (zh) | 2018-09-25 |
Family
ID=59827945
Family Applications (4)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201810837978.1A Active CN109004060B (zh) | 2017-06-26 | 2017-06-26 | 太赫兹波探测器 |
| CN201810835957.6A Active CN109216500B (zh) | 2017-06-26 | 2017-06-26 | 太赫兹波探测器用衬底及其制备方法 |
| CN201811052425.1A Active CN109411563B (zh) | 2017-06-26 | 2017-06-26 | 太赫兹波探测器用衬底前驱体及其制备方法 |
| CN201710495198.9A Active CN107170854B (zh) | 2017-06-26 | 2017-06-26 | 太赫兹波探测器的制备方法 |
Family Applications Before (3)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201810837978.1A Active CN109004060B (zh) | 2017-06-26 | 2017-06-26 | 太赫兹波探测器 |
| CN201810835957.6A Active CN109216500B (zh) | 2017-06-26 | 2017-06-26 | 太赫兹波探测器用衬底及其制备方法 |
| CN201811052425.1A Active CN109411563B (zh) | 2017-06-26 | 2017-06-26 | 太赫兹波探测器用衬底前驱体及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (4) | CN109004060B (zh) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108219734A (zh) * | 2017-12-11 | 2018-06-29 | 昆山市冠宝化学有限公司 | 家具用单组份聚氨酯胶黏剂及其制备方法 |
| CN108239512A (zh) * | 2017-12-11 | 2018-07-03 | 昆山市冠宝化学有限公司 | 太阳能背板用双组份聚氨酯胶黏剂及其制备方法 |
| CN113218910B (zh) * | 2021-05-13 | 2023-05-02 | 重庆邮电大学 | 一种基于超表面结构的太赫兹成像系统及方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102544221A (zh) * | 2012-01-20 | 2012-07-04 | 中国科学院上海技术物理研究所 | 一种基于宝石衬底的宽波段薄膜型光电探测器的制备方法 |
| CN104916733A (zh) * | 2015-05-18 | 2015-09-16 | 浙江大学 | 一种非晶ZnSnO薄膜晶体管型紫外探测器及其制备方法 |
| CN106129135A (zh) * | 2016-07-20 | 2016-11-16 | 电子科技大学 | 基于石墨烯场效应晶体管的太赫兹探测器及其制备方法 |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102004016624A1 (de) * | 2004-04-05 | 2005-10-13 | Pmdtechnologies Gmbh | Photomischdetektor |
| EP2089897A2 (en) * | 2006-12-07 | 2009-08-19 | Innovalight, Inc. | Methods for creating a densified group iv semiconductor nanoparticle thin film |
| US7847254B2 (en) * | 2007-12-20 | 2010-12-07 | Ncr Corporation | Photoconductive device |
| FR2941297B1 (fr) * | 2009-01-19 | 2011-02-11 | Commissariat Energie Atomique | Procede de fabrication d'un detecteur bolometrique |
| JP5858395B2 (ja) * | 2010-03-31 | 2016-02-10 | 日本ケミコン株式会社 | 金属化合物ナノ粒子とカーボンの複合体の製造方法 |
| CN101846674B (zh) * | 2010-05-27 | 2013-07-03 | 苏州生物医学工程技术研究所 | 光波导免疫传感器及其检测方法 |
| FR2981952B1 (fr) * | 2011-11-02 | 2015-01-02 | Fabien Gaben | Procede de realisation de couches minces denses par electrophorese |
| CN102723473B (zh) * | 2012-06-26 | 2014-11-19 | 北京科技大学 | 一种锂离子电池负极材料的制备方法 |
| CN102863210A (zh) * | 2012-10-12 | 2013-01-09 | 武汉理工大学 | 高致密、高导电氧化锡锑陶瓷的制备方法 |
| CN103022483A (zh) * | 2012-12-07 | 2013-04-03 | 南京工业大学 | 一种动力锂离子电池正极材料的制备方法 |
| CN105788875B (zh) * | 2016-03-02 | 2019-01-08 | 西北师范大学 | 四氧化三钴纳米线/还原氧化石墨烯水凝胶复合材料及其制备和应用 |
| CN106433122A (zh) * | 2016-09-07 | 2017-02-22 | 深圳先进技术研究院 | 一种改性氰酸酯复合材料、其制备方法及应用 |
| CN106486541B (zh) * | 2016-10-24 | 2019-05-07 | 青岛大学 | 一种氧化铟纳米纤维场效应晶体管电学性能的调控方法 |
-
2017
- 2017-06-26 CN CN201810837978.1A patent/CN109004060B/zh active Active
- 2017-06-26 CN CN201810835957.6A patent/CN109216500B/zh active Active
- 2017-06-26 CN CN201811052425.1A patent/CN109411563B/zh active Active
- 2017-06-26 CN CN201710495198.9A patent/CN107170854B/zh active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102544221A (zh) * | 2012-01-20 | 2012-07-04 | 中国科学院上海技术物理研究所 | 一种基于宝石衬底的宽波段薄膜型光电探测器的制备方法 |
| CN104916733A (zh) * | 2015-05-18 | 2015-09-16 | 浙江大学 | 一种非晶ZnSnO薄膜晶体管型紫外探测器及其制备方法 |
| CN106129135A (zh) * | 2016-07-20 | 2016-11-16 | 电子科技大学 | 基于石墨烯场效应晶体管的太赫兹探测器及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN109411563B (zh) | 2021-10-08 |
| CN109004060B (zh) | 2019-11-05 |
| CN107170854A (zh) | 2017-09-15 |
| CN109216500A (zh) | 2019-01-15 |
| CN109216500B (zh) | 2021-08-17 |
| CN109004060A (zh) | 2018-12-14 |
| CN109411563A (zh) | 2019-03-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107331729B (zh) | 宽温带太赫兹波探测器的制备方法 | |
| CN107195729B (zh) | 用于太赫兹波探测的器件的制备方法 | |
| Chhabra et al. | High effective minority carrier lifetime on silicon substrates using quinhydrone-methanol passivation | |
| CN107170854B (zh) | 太赫兹波探测器的制备方法 | |
| Zheng et al. | Vacuum-ultraviolet-oriented van der Waals photovoltaics | |
| Zhang et al. | Solution assembly MoS 2 nanopetals/GaAs n–n homotype heterojunction with ultrafast and low noise photoresponse using graphene as carrier collector | |
| Ma et al. | Ultrabroadband tellurium photoelectric detector from visible to millimeter wave | |
| Zhu et al. | Self‐powered InP nanowire photodetector for single‐photon level detection at room temperature | |
| Lord et al. | Schottky contacts on polarity-controlled vertical ZnO nanorods | |
| Reddeppa et al. | Current–voltage characteristics and deep-level study of GaN nanorod Schottky-diode-based photodetector | |
| Thacker et al. | Terahertz spectroscopy of candidate oxides in MIM diodes for terahertz detection | |
| El-Nahass et al. | Characterization and photovoltaic performance of organic device based on CoMTPP/p-Si heterojunction | |
| CN108630782A (zh) | 一种宽探测波段双重等离子工作光电探测器及其制备方法 | |
| CN109449243A (zh) | 基于二维二硫化钼纳米薄膜与碲化镉晶体的ii型异质结近红外光电探测器及其制备方法 | |
| Yao et al. | Interface-induced enhancement of THz generation and modulation in hexagonal boron nitride/Si mixed-dimensional Van Der Waals heterostructure | |
| CN109449242A (zh) | 基于二维二硒化铂纳米薄膜与碲化镉晶体的异质结型近红外光电探测器及其制备方法 | |
| 张建军 et al. | A 270 GHz high performance waveguide detector utilizing a zero-bias Schottky diode | |
| CN106941209A (zh) | 一种可提高太赫兹及红外光学器件性能的单分散磁性纳米材料的制备方法 | |
| Cimilli Çatır | The Structural, Optical, and Electrical Characterization of Ti/n‐InP Schottky Diodes with Graphene Oxide Interlayer Deposited by Spray Pyrolysis Method | |
| Anbinderis | Investigation of detection properties of planar microwave diodes based on A3B5 semiconductor compounds in millimeter–wavelength range | |
| CN217158202U (zh) | 一种基于蝶形天线结构的拓扑增强型碲化锑光电探测器 | |
| Hopoğlu et al. | Effect of Oxygen Percentage on the Energy Band Gap of Ga2O3 Thin Films Deposited by RF Magnetron Sputtering Method | |
| Wang et al. | Noise characteristics of high-performance ingaas pin photodiodes prepared by mocvd | |
| Shi et al. | Improved interface and dark current properties of InGaAs photodiodes by high-density N2 plasma and stoichiometric Si3N4 passivation | |
| Zhang | Antimony-heterostructure backward diodes for direct detection and passive millimeter-wave imaging |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 215009 No. 298 Binhe Road, New District, Jiangsu, Suzhou Applicant after: Suzhou University of Science and Technology Address before: 215009 No. 298 Binhe Road, New District, Jiangsu, Suzhou Applicant before: Suzhou University of Science and Technology |
|
| CB02 | Change of applicant information | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20240108 Address after: 214000, No. 19 Qingyuan Road, Xinwu District, Wuxi City, Jiangsu Province Patentee after: WUXI BEIYANG QINGAN IOT TECHNOLOGY Co.,Ltd. Address before: No. 298 Binhe Road, New District, Suzhou City, Jiangsu Province, 215009 Patentee before: SUZHOU University OF SCIENCE AND TECHNOLOGY |
|
| TR01 | Transfer of patent right |