CN109920875A - 日盲紫外探测器、其制作方法与应用 - Google Patents

日盲紫外探测器、其制作方法与应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种日盲紫外探测器、其制作方法与应用。所述探测器包括：阵列结构，其包括复数个间隔设置的微结构体，所述微结构体由宽带系半导体材料形成；高迁移率薄膜，其与所述阵列结构的一端面电性接触，并与所述阵列结构配合形成肖特基异质结；以及电极，其与所述高迁移率薄膜电连接。本发明的日盲紫外探测器通过采用氧化镓纳米柱阵列等与石墨烯等高迁移率薄膜配合，有效提高了器件实际受光面积，促进电子空穴光生载流子对的产生，增大光电流，从而有效提高器件响应度、降低驰豫时间，对于减小器件尺寸，实现器件的小型化、集成化有着巨大的潜力。

Description

日盲紫外探测器、其制作方法与应用
技术领域
本发明涉及一种日盲紫外探测器，具体涉及一种基于纳米阵列氧化镓与高迁移率薄膜的肖特基异质结的日盲紫外探测器及其制备方法，属于光学探测器件技术领域。
背景技术
通常我们将探测光波长范围在200～280nm的光探测器称日盲紫外探测器。由于日盲紫外探测器的使用不受太阳光的干扰，其灵敏度高且能在任何环境下都能准确进行光探测，因此在军事、民用及通讯等领域被广泛使用。在军事上，可探测导弹尾焰发射的日盲紫外线进行导弹预警，与红外探测技术相比，探测目标准确率高、信号处理简单等优点。民用上，其广泛应用在火焰探测、环境检测等方面；环境检测主要针对臭氧空洞检测，当大气层出现臭氧空洞时，太阳辐射的紫外光穿透大气层，地球上的生物及人类就会受到破坏，日盲紫外探测器能有效探测臭氧空洞的位置，使地球上的生物得到保护。通讯上，主要应用在紫外光通讯。总之，日盲紫外探测器不仅弥补红外探测技术的不足，还可以结合红外探测技术一起使用，使其具有巨大的应用潜力及科研价值。
氧化镓是直接宽带系半导体材料，具有禁带宽度(4.2～4.9eV)大、击穿电场强度高、电子迁移率高等特点(Yu Z,Overgaard C D,Droopad R,et al.Growth and physicalproperties of Ga2O3thin films on GaAs(001)substrate by molecular-beam epitaxy[J].Applied Physics Letters,2003,82(18):2978-2980.；Lee S,Hwang J,Kim J,etal.Dielectric characterization of transparent epitaxial Ga2O3thin film on n-GaN/Al2O3prepared by pulsed laser deposition[J].Applied Physics Letters,2006,89(18):182906.)，其吸收边落在日盲紫外波段，对紫外光特别敏感；还具有价格低廉、无毒、易于刻蚀、物理性质和化学性质稳定等优点，在日盲紫外探测领域具有巨大应用前景。
而载流子迁移率是影响器件光电探测器弛豫时间的重要因素，高迁移率薄膜的制备和应用成为当前的研究热点并具有非常大的应用优势，石墨烯等材料的出现和成功制备为各领域的发展注入了新的活力，其非常突出的一个优势是具有非常高的载流子迁移率(室温下可超过200,000cm2/Vs，S.V.Morozov,K.S.Novoselov,M.I.Katsnelson,F.Schedin,D.C.Elias,J.A.Jaszczak and A.K.Geim,Giant intrinsic carriermobilities in graphene and its bilayer[J],Physical Review Letters,100(1),2008.)，远远超过氧化镓等材料。石墨烯，尤其单层石墨烯本身作为优秀的导电薄膜，且能与氧化镓形成肖特基异质结，能够有效地降低器件弛豫时间、提高器件响应度。
目前，市场上现有的紫外探测器件主要有以下几种：
第一，基于氧化镓材料的金属-半导体-金属(MSM)型紫外探测器(Weng W Y,HsuehT J,Chang S J,et al.A β-Ga2O3Solar-Blind Photodetector Prepared by FurnaceOxidization of GaN Thin Film[J].IEEE Sensors Journal,2011,11(4):999-1003.)。
现有的基于氧化镓材料的MSM型紫外探测器结构如图1所示。MSM型紫外探测器由两个背靠背的肖特基结连接而成，金属电极通常制作成叉指形状，如图1所示，改善了传统光电二极管的性能。当在电极上加上直流偏置电压时，一个势垒正向偏置，另一个势垒反向偏置，因此，器件暗电流极小。当氧化镓材料受到光激发时，价带电子产生电子跃迁到导带中产生空穴光生载流子对，参与导电形成光电流。MSM型紫外探测器不需要进行p型掺杂，具有响应度高、响应速度快、制备工艺简单、造价低、易于单片集成等优点。
第二，基于石墨烯/氧化镓肖特基异质结的日盲紫外探测器(Ai M,Guo D,Qu Y,etal.Fast-response solar-blind ultraviolet photodetector with a graphene/β-Ga2O3/graphene hybrid structure[J].Journal of Alloys and Compounds,2017,692:634-638.)。
现有的基于石墨烯/氧化镓肖特基异质结的日盲紫外探测器的结构如图2所示。利用石墨烯与氧化镓形成肖特基异质结，从而在界面处形成内建电场，当收到光激发产生电子空穴光生载流子对时，内建电场能快速分离电子与空穴，空穴进入石墨烯被电极收集，参与导电，降低器件弛豫时间、提高器件响应度。但该肖特基结构石墨烯与氧化镓直接接触，表面态严重影响其器件性能，另外该种结构并没有将石墨烯高迁移率这一优异特性很好的利用起来。
第三，常用于制备日盲紫外探测器的宽带隙半导体材料有AlGaN、金刚石、MgZnO、AlGaN材料。对于目前AlGaN材料的紫外探测器，通过改变Al组分可以调整光敏材料的禁带宽度，其范围为3.4～6.2eV，但是当Al组分较高时，AlGaN外延薄膜的质量严重恶化，导致了目前生长质量良好的AlGaN薄膜非常困难，同时其成本也非常高，只适用于实验室研究并不适用于工业化生产，限制了其在日盲探测领域的进一步发展。金刚石材料的禁带宽度为5.5eV，具有耐高温、导热快、抗辐射等优点，但难以实现可控掺杂，很难制备高质量金刚石薄膜，且实际应用成本高，这些都成为金刚石薄膜的应用障碍。MgZnO材料调整Mg组分可调整的禁带宽度范围为3.3～7.8eV，其调整范围大，光学性质优异；MgZnO要在强光和低噪声背景下才能实现探测，且响应度不高，难以制备出高性能MgZnO紫外探测器，这也很大程度上限制其发展。
再者，对于目前存在的石墨烯/氧化镓肖特基异质结日盲紫外探测器件，构成肖特基结构的石墨烯与氧化镓都是直接接触，生长一层氧化镓后直接在氧化镓表面生长或转移一层或多层石墨烯，石墨烯迁移率理论上室温下可超过200,000cm2/Vs，但实际上受到与石墨烯直接接触的晶体材料质量影响，即石墨烯迁移率受表面态严重影响会大大下降。同时，表面态由很多深能级组成，加剧了电子空穴光生载流子对的复合，降低器件性能，但要消除表面态非常困难，这在一定程度上制约了肖特基结构器件的发展。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种基于氧化镓与高迁移率薄膜的日盲紫外探测器及其制法。
为实现以上发明目的，本发明采用了如下所述的技术方案：
本发明实施例提供了一种日盲紫外探测器，其包括：
阵列结构，其包括复数个间隔设置的微结构体，所述微结构体由宽带系半导体材料形成；
高迁移率薄膜，其与所述阵列结构的一端面电性接触，并与所述阵列结构配合形成肖特基异质结；以及
电极，其与所述高迁移率薄膜电连接。
进一步地，所述微结构体的形状包括柱状、台状、锥状、线状或带状。
进一步地，所述微结构体包括纳米柱、纳米台、纳米锥、纳米线或纳米带。
进一步地，相邻微结构体的距离为1nm～1mm。
进一步地，所述微结构体的高度为1nm～1mm，直径为1nm～1mm。
在一些实施例中，在所述阵列结构中，各微结构体均以其一端与高迁移率薄膜电性接触。
进一步地，所述宽带系半导体材料包括氧化镓。
进一步地，所述宽带隙半导体材料的带隙为4.2～4.9eV。
进一步地，所述高迁移率薄膜包括石墨烯膜。
进一步地，所述高迁移率薄膜的电子迁移率大于1400cm2/Vs。
优选的，所述石墨烯膜的厚度为0.01nm～1mm，透光率在90％以上。
优选的，所述日盲紫外探测器还包括衬底，所述阵列结构设置在所述衬底上。
进一步地，所述衬底的材质包括硅、蓝宝石、氮化镓或砷化镓。
进一步地，所述电极包括具有叉指结构的电极。
本发明实施例还提供了前述日盲紫外探测器的制作方法，其包括：
提供阵列结构，其包括复数个间隔设置的微结构体，所述微结构体由宽带系半导体材料形成；将高迁移率薄膜与所述阵列结构的一端面电性接触，并使所述高迁移率薄膜与阵列结构配合形成肖特基异质结；以及
在所述高迁移率薄膜上设置电极，并使所述电极与高迁移率薄膜电连接。
进一步地，所述的制作方法包括：
提供宽带系半导体材料层，
对所述宽带系半导体材料层进行微加工，形成阵列排布的复数个微结构体，获得所述阵列结构。
进一步地，所述的制作方法包括：
在衬底上外延生长形成所述宽带系半导体材料层。
进一步地，所述的制作方法包括：将高迁移率薄膜转移到所述阵列结构的一端面上，或者，直接在所述阵列结构的一端面上生长形成所述高迁移率薄膜。
进一步地，所述的制作方法包括：至少采用金属沉积技术在所述高迁移率薄膜上制作形成所述电极；所述金属沉积技术包括电子束蒸发或溅射技术。
本发明实施例还提供了一种光探测方法，其包括：
提供前述的日盲紫外探测器；
将所述日盲紫外探测器的电极接入检测电路；以及
以待检测的光照射所述日盲紫外探测器的受光面。
较之现有技术，本发明的优点包括：
1)本发明提供的日盲紫外探测器采用石墨烯或其他高迁移率薄膜作为导电通道，可大幅度提高器件的电子空穴迁移率，降低驰豫时间；
2)本发明提供的日盲紫外探测器通过以柱状结构氧化镓等微结构体作为高迁移率薄膜的载体，与现有的平面结构氧化镓材料对比，大大减小了氧化镓与高迁移率薄膜的接触面积，减少了氧化镓表面态对肖特基异质结和高迁移率薄膜电子空穴迁移率的影响，进一步提高了电子空穴迁移速率，有效降低器件的驰豫时间，增加器件响应速度，进一步降低了器件损耗；
3)本发明提供的基于氧化镓与高迁移率薄膜的日盲紫外探测器通过采用柱状结构氧化镓等微结构体有效提高了实际受光面积，增加电子空穴光生载流子对的产生，增大光电流，从而有效提高器件响应度；
4)相比于现有的平面结构氧化镓材料，柱状结构氧化镓等微结构体在相同尺寸器件下的光敏材料有效受光面积得到显著增大，对于减小器件尺寸，实现器件的小型化、集成化有着巨大的潜力。
附图说明
图1是现有技术中一种基于氧化镓材料的MSM型紫外探测器的结构示意图。
图2是现有技术中一种基于石墨烯/氧化镓肖特基异质结的日盲紫外探测器的结构示意图。
图3是本发明一典型实施例中一种日盲紫外探测器的结构示意图。
图4a是本发明一典型实施例中圆台状氧化镓材料实际受光照面积示意图。
图4b是现有技术中平面结构氧化镓材料受光照面积示意图。
图5a是本发明一典型实施例中圆台状氧化镓材料的制备流程示意图。
图5b是本发明另一典型实施例所获圆台状氧化镓材料的结构示意图。
图6是本发明一典型实施例中在所述圆台状氧化镓材料表面生长形成石墨烯的结构示意图。
图7a和图7b分别是本发明一典型实施例中一种日盲紫外探测器的暗电流状态和光电流状态示意图。
具体实施方式
鉴于现有技术中的不足，本案发明人经长期研究和大量实践，得以提出本发明的技术方案，其主要是：利用单层石墨烯或其他高迁移率薄膜的电子空穴高迁移率特性、石墨烯/氧化镓肖特基异质结产生内建电场快速分离电子空穴光生载流子对、柱状结构的氧化镓材料来实现高响应度低驰豫时间的日盲紫外探测器。
具体而言，本发明采用具有日盲紫外响应的柱状氧化镓材料和高电子空穴迁移率的石墨烯或其他高迁移率薄膜构成的肖特基异质结结构来实现日盲紫外探测器。通过刻蚀或者生长得到柱状氧化镓材料。当器件受到紫外光照时，柱状氧化镓材料产生大量电子空穴载流子对，通过石墨烯/氧化镓肖特基异质结产生的内建电场来分离载流子对，使空穴进入石墨烯或其他高迁移率薄膜，利用其高迁移率来实现叉指电极快速收集空穴，实现器件快速响应，降低器件驰豫时间，提高器件响应度。
如下将对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。但是，应当理解，在本发明范围内，本发明的各技术特征和在下文(如实施例)中具体描述的各技术特征之间都可以互相组合，从而构成新的或优选的技术方案。限于篇幅，在此不再一一累述。
本发明实施例的一个方面提供的一种日盲紫外探测器，其包括：
阵列结构，其包括复数个间隔设置的微结构体，所述微结构体由宽带系半导体材料形成；
高迁移率薄膜，其与所述阵列结构的一端面电性接触，并与所述阵列结构配合形成肖特基异质结；以及
电极，其与所述高迁移率薄膜电连接。
其中，所述肖特基异质结能够产生内建电场，并至少用以分离受光照时产生的电子空穴光生载流子对，使空穴进入所述高迁移率薄膜。
在一些实施例中，所述微结构体的形状包括柱状、台状、锥状、线状或带状等，优选为圆台状，但不限于此。
在一些实施例中，所述微结构体包括纳米柱、纳米台、纳米锥、纳米线或纳米带等，但不限于此。
进一步地，相邻微结构体的距离范围为1nm～1mm。
进一步地，所述微结构体的高度范围为1nm～1mm，直径范围为1nm～1mm。
在一些实施例中，在所述阵列结构中，各微结构体均以其一端与高迁移率薄膜电性接触。
进一步地，所述宽带系半导体材料包括氧化镓，但不限于此。
例如，在一些实施例中，所述阵列结构为氧化镓纳米柱阵列，其中各氧化镓纳米柱的顶端与与高迁移率薄膜电性接触。
进一步地，所述宽带隙半导体材料的带隙为4.2～4.9eV。
在一些实施例中，所述高迁移率薄膜的材质包括任何能够与氧化稼等宽带系半导体材料形成肖特基异质结的材料，优选为石墨烯，但不限于此。
进一步地，所述高迁移率薄膜的电子迁移率大于Si的电子迁移率1400cm2/Vs。
进一步地，所述高迁移率薄膜包括石墨烯膜。
优选的，所述石墨烯膜的厚度范围为0.01nm～1mm，透光率在90％以上。
在一些实施例中，所述日盲紫外探测器还包括衬底，所述阵列结构设置在所述衬底上。
进一步地，所述衬底的材质包括硅、蓝宝石、氮化镓、砷化镓等，但不限于此。
进一步地，所述电极包括具有叉指结构的电极，但不限于此。
在一些实施例中，当所述日盲紫外探测器没有紫外光光照时，阵列结构的微结构体不产生电子空穴载流子对，使所述日盲紫外探测器处于暗电流状态；当所述日盲紫外探测器受到紫外光光照时，阵列结构的微结构体受到光激发，产生大量电子空穴载流子对，并在肖特基异质结产生的内建电场作用下分离，产生光电流信号，使所述日盲紫外探测器处于光电流状态。本发明实施例的另一个方面提供了前述日盲紫外探测器的制作方法，其包括：
提供阵列结构，其包括复数个间隔设置的微结构体，所述微结构体由宽带系半导体材料形成；将高迁移率薄膜与所述阵列结构的一端面电性接触，并使所述高迁移率薄膜与阵列结构配合形成肖特基异质结；以及
在所述高迁移率薄膜上设置电极，并使所述电极与高迁移率薄膜电连接。
进一步地，所述的制作方法包括：
提供宽带系半导体材料层，
对所述宽带系半导体材料层进行微加工，形成阵列排布的复数个微结构体，获得所述阵列结构。
进一步地，所述的制作方法包括：
在衬底上外延生长形成所述宽带系半导体材料层。
进一步地，所述的制作方法包括：将高迁移率薄膜转移到所述阵列结构的一端面上，或者，直接在所述阵列结构的一端面上生长形成所述高迁移率薄膜。
进一步地，所述的制作方法包括：至少采用金属沉积技术在所述高迁移率薄膜上制作形成所述电极；所述金属沉积技术包括电子束蒸发或溅射技术。
在一些实施例中，所述阵列机构的制备方法包括：
至少采用化学气相沉积、分子束外延或氢化物气相外延中任一种方式将金属有机化合物在衬底表面生长形成宽带系半导体材料层，之后通过光刻技术在所述宽带系半导体材料层表面图形化，之后，将所述宽带系半导体材料层刻蚀形成阵列结构；
或者，至少采用化学气相沉积、分子束外延或氢化物气相外延中任一种方式在衬底表面直接生长形成宽带系半导体材料，之后采用热氧化方法制成阵列结构。
本发明实施例的另一个方面还提供了一种光探测方法，其包括：
提供前述的日盲紫外探测器；
将所述日盲紫外探测器的电极接入检测电路；以及
以待检测的光照射所述日盲紫外探测器的受光面。
本发明的日盲紫外探测器采用石墨烯或其他高迁移率薄膜作为导电通道，可大幅度提高器件的电子空穴迁移率，降低驰豫时间；以柱状氧化镓材料等微结构体作为高迁移率薄膜的载体，与现有的平面结构氧化镓材料对比，大大减小了氧化镓与高迁移率薄膜的接触面积，减少了氧化镓表面态对肖特基异质结和高迁移率薄膜电子空穴迁移率的影响，进一步提高了电子空穴迁移速率，有效降低器件的驰豫时间，增加器件响应速度，进一步降低了器件损耗；同时，采用柱状氧化镓材料等微结构体有效提高了实际受光面积，增加电子空穴光生载流子对的产生，增大光电流，从而有效提高器件响应度。相比于现有的平面结构氧化镓材料，柱状氧化镓材料等微结构体在相同尺寸器件下的光敏材料有效受光面积得到显著增大，对于减小器件尺寸，实现器件的小型化、集成化有着巨大的潜力。
以下结合附图及更为具体的实施例对本发明的技术方案作进一步清楚、完整的解释说明。
请参阅图3示出了本发明一典型实施方案中一种日盲紫外探测器，其包括衬底、形成于衬底上的圆台状氧化稼材料、形成于圆台状氧化稼材料上的石墨烯薄膜以及形成于石墨烯薄膜上的电极。
通过在微结构体上沉积单层石墨烯或其他高迁移率薄膜，微结构体的具体形状可以是圆柱状、圆台状、棱柱状等，并制作如图3所示的器件结构(以圆台状氧化稼材料为例)来实现相同器件尺寸下光敏材料更高的实际受光面积、降低氧化镓与石墨烯接触面从而提高响应度降低弛豫时间的肖特基异质结日盲紫外探测器件。当无紫外光照射紫外探测器件时，光敏材料氧化镓材料不产生电子空穴光生载流子对，载流子少，此时叉指电极间电流较小，即暗电流小；当有紫外光照射紫外探测器件时，有效受光面积较大的柱状氧化镓材料中大量价带电子受到光激发拥有足够的能量，跃迁到导带中，在价带留下一个空穴，即产生电子空穴光生载流子对，并在肖特基异质结产生的内建电场作用下快速分离，电子向正极运动，空穴向负极运动，通过石墨烯形成高迁移率导电通道，产生光电流信号。
本发明一典型实施例中图3所示的器件设计结构是利用单层石墨烯或其他高迁移率薄膜的电子空穴高迁移率特性、石墨烯/氧化镓肖特基异质结产生内建电场快速分离电子空穴光生载流子对、柱状氧化镓材料来实现高响应度低驰豫时间的日盲紫外探测器。其中氧化镓/石墨烯肖特基异质结用来快速分离受光照时产生的电子空穴光生载流子对，减少复合，载流子对分离过后，由于石墨烯具有非常高的空穴迁移率，空穴会快速进入石墨烯层并快速被叉指电极吸收参与导电，降低器件驰豫时间。
本发明一典型实施例提出的圆台状氧化镓材料可以有效的提高响应度降低驰豫时间，当圆台状氧化镓材料受到光照时，相对于一般平面结构来说，实际受光面积得到有效增大，同样尺寸光敏材料受到同样紫外光照时，圆台状氧化镓材料实际受光面积更大，如图4a为圆台状氧化镓材料受光照时实际受光照面积示意图，图4b为平面结构氧化镓受光照时受光照面积示意图，相同尺寸的光敏材料明显圆台状结构实际受光面积增大50％-500％，产生电子空穴光生载流子对更多，光电流更大，响应度更大；另外相对于平面结构氧化镓，圆台状氧化镓材料与石墨烯接触面积减小了20％-80％，能够有效减少氧化镓表面态对石墨烯迁移率的影响，大大提高了石墨烯的迁移率，有效降低了器件的弛豫时间。也就是说，相对于现有的平面结构氧化镓，圆台状氧化镓材料在相同器件尺寸下能有效增加光敏材料实际受光面积，增加电子空穴光生载流子对的产生，增大光电流，从而有效提高器件响应度。
本发明一典型实施例中一种日盲紫外探测器的制作工艺流程具体步骤如下：
(1)圆台状氧化镓材料制备。
利用金属有机化合物化学气相沉积(MOCVD)或分子束外延(MBE)或氢化物气相外延(HVPE)等外延技术，生长氧化镓材料，并通过光刻技术在氧化镓表面定义图形，然后通过刻蚀，将氧化镓从平面结构刻蚀成圆台状，具体流程图如5a所示。
(2)利用化学气相沉积(CVD)生长石墨烯材料或其他高迁移率薄膜并转移到步骤(1)所获的材料结构表面或者直接在步骤(1)所获的材料结构表面生长石墨烯，结构如图6所示。
(3)利用电子束蒸发或溅射等金属沉积技术，在石墨烯上制作电极或类似于叉指结构的电极，本实施例制作完电极所获器件的结构示意图如图3所示。
(4)当探测器没有紫外光光照时，圆台状氧化镓材料不产生电子空穴载流子对，探测器只有非常小的电流，即暗电流状态(参见图7a)；当探测器受到紫外光光照时，圆台状氧化镓材料受到光激发，产生大量电子空穴载流子，探测器有较大的电流产生，即光电流状态(参见图7b)。
本发明另一典型实施例中一种日盲紫外探测器的制作工艺流程具体步骤如下：
(1)圆台状氧化镓材料制备。
利用金属有机化合物化学气相沉积(MOCVD)或分子束外延(MBE)或氢化物气相外延(HVPE)等生长技术直接生长GaN、GaAs等镓基化合物，并通过热氧化方法制成柱状(以圆台状柱状结构为例)结构氧化镓材料，例如柱状纳米线氧化镓、柱状纳米带氧化镓等，如图5b所示。
(2)利用化学气相沉积(CVD)生长石墨烯材料或其他高迁移率薄膜并转移到步骤(1)所获的材料结构表面或者直接在步骤(1)所获的材料结构表面生长石墨烯，结构如图6所示。
(3)利用电子束蒸发或溅射等金属沉积技术，在石墨烯上制作电极或类似于叉指结构的电极，本实施例制作完电极所获器件的结构示意图如图3所示。
(4)当探测器没有紫外光光照时，圆台状氧化镓材料不产生电子空穴载流子对，探测器只有非常小的电流，即暗电流状态(参见图7a)；当探测器受到紫外光光照时，圆台状氧化镓材料受到光激发，产生大量电子空穴载流子，探测器有较大的电流产生，即光电流状态(参见图7b)。
通过上述实施例可以发现，本发明的日盲紫外探测器采用石墨烯或其他高迁移率薄膜作为导电通道，可大幅度提高器件的电子空穴迁移率，降低驰豫时间；以柱状氧化镓材料等微结构体作为高迁移率薄膜的载体，与现有的平面结构氧化镓材料对比，大大减小了氧化镓与高迁移率薄膜的接触面积，减少了氧化镓表面态对肖特基异质结和高迁移率薄膜电子空穴迁移率的影响，进一步提高了电子空穴迁移速率，有效降低器件的驰豫时间，增加器件响应速度，进一步降低了器件损耗；同时，采用柱状氧化镓材料等微结构体有效提高了实际受光面积，增加电子空穴光生载流子对的产生，增大光电流，从而有效提高器件响应度。相比于现有的平面结构氧化镓材料，柱状氧化镓材料等微结构体在相同尺寸器件下的光敏材料有效受光面积得到显著增大，对于减小器件尺寸，实现器件的小型化、集成化有着巨大的潜力。
此外，本案发明人还参照前述实施例，利用本说明书列举的其它高迁移率薄膜替代前述的石墨烯膜，并配合其它形态的宽带系半导体材料微结构体阵列，制作形成了一系列的日盲紫外探测器，经实际应用发现，其均具有高响应度、高灵敏度、高精度及准确性等特点。
需要说明的是，在本说明书中术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个…”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
应当理解，以上较佳实施例仅用于说明本发明的内容，除此之外，本发明还有其他实施方式，但凡本领域技术人员因本发明所涉及之技术启示，而采用等同替换或等效变形方式形成的技术方案均落在本发明的保护范围内。

Claims (17)

1.一种日盲紫外探测器，其特征在于包括：
阵列结构，其包括复数个间隔设置的微结构体，所述微结构体由宽带隙半导体材料形成；
高迁移率薄膜，其与所述阵列结构的一端面电性接触，并与所述阵列结构配合形成肖特基异质结；以及
电极，其与所述高迁移率薄膜电连接。
2.根据权利要求1所述的日盲紫外探测器，其特征在于：所述微结构体的形状包括柱状、台状、锥状、线状或带状。
3.根据权利要求2所述的日盲紫外探测器，其特征在于：所述微结构体包括纳米柱、纳米台、纳米锥、纳米线或纳米带。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的日盲紫外探测器，其特征在于：相邻微结构体的距离为1nm～1mm；所述微结构体的高度为1nm～1mm，直径为1nm～1mm。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的日盲紫外探测器，其特征在于：在所述阵列结构中，各微结构体均以其一端与高迁移率薄膜电性接触。
6.根据权利要求1所述的日盲紫外探测器，其特征在于：所述宽带系半导体材料包括氧化镓；和/或，所述宽带隙半导体材料的带隙为4.2～4.9eV。
7.根据权利要求1所述的日盲紫外探测器，其特征在于：所述高迁移率薄膜包括石墨烯膜；和/或，所述高迁移率薄膜的电子迁移率大于1400cm2/Vs。
8.根据权利要求7所述的日盲紫外探测器，其特征在于：所述石墨烯膜的厚度为0.01nm～1mm，透光率在90％以上。
9.根据权利要求1所述的日盲紫外探测器，其特征在于还包括衬底，所述阵列结构设置在所述衬底上。
10.根据权利要求9所述的日盲紫外探测器，其特征在于：所述衬底的材质包括硅、蓝宝石、氮化镓或砷化镓。
11.根据权利要求1所述的日盲紫外探测器，其特征在于：所述电极包括具有叉指结构的电极。
12.权利要求1-11中任一项所述日盲紫外探测器的制作方法，其特征在于包括：
提供阵列结构，其包括复数个间隔设置的微结构体，所述微结构体由宽带系半导体材料形成；将高迁移率薄膜与所述阵列结构的一端面电性接触，并使所述高迁移率薄膜与阵列结构配合形成肖特基异质结；以及
在所述高迁移率薄膜上设置电极，并使所述电极与高迁移率薄膜电连接。
13.根据权利要求12所述的制作方法，其特征在于包括：
提供宽带系半导体材料层，
对所述宽带系半导体材料层进行微加工，形成阵列排布的复数个微结构体，获得所述阵列结构。
14.根据权利要求13所述的制作方法，其特征在于包括：在衬底上外延生长形成所述宽带系半导体材料层。
15.根据权利要求12所述的制作方法，其特征在于包括：将高迁移率薄膜转移到所述阵列结构的一端面上，或者，直接在所述阵列结构的一端面上生长形成所述高迁移率薄膜。
16.根据权利要求12所述的制作方法，其特征在于包括：至少采用金属沉积技术在所述高迁移率薄膜上制作形成所述电极；所述金属沉积技术包括电子束蒸发或溅射技术。
17.一种光探测方法，其特征在于包括：
提供权利要求1-11中任一项所述的日盲紫外探测器；
将所述日盲紫外探测器的电极接入检测电路；以及
以待检测的光照射所述日盲紫外探测器的受光面。
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