CN115411131A - 一种紫外光电探测器及其制备方法与应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种紫外光电探测器及其制备方法与应用。上述紫外光电探测器，包括以下结构：衬底层；GaN半导体层，上述GaN半导体层设于上述衬底层的上表面；N型半导体层，上述N型半导体层设于上述GaN半导体层的上表面；欧姆电极接触层，上述欧姆电极接触层设于上述GaN半导体层的上表面，且与上述N型半导体层相互分离；N型电极层，上述N型电极层设于上述N型半导体层的上表面。本发明紫外光电探测器具有内建电场，在无外置偏压条件下，即可产生稳定的光电流，这使得本发明紫外光电探测器不仅具有快速响应的特性，还具有自驱动的特性。

Description

一种紫外光电探测器及其制备方法与应用
技术领域
本发明涉及光电探测器相关技术领域，尤其是涉及一种紫外光电探测器及其制备方法与应用。
背景技术
GaN基自驱动光伏器件因其低功耗、多功能性和在极端环境下的优异工作能力，已在众多领域中确立了重要地位，如燃烧监测、工业监测、导弹羽流探测等。此外，ZnWO4因其独特的物理化学性质和在光催化、锂离子电池等领域的应用而受到了众多学者的广泛关注。
ZnWO4作为一种N型半导体材料，具有不同的尺寸和形状，如粉末和薄膜，可实现不同科学领域的潜在应用，而在光电探测领域的应用却鲜有报道。近年来，虽已实现采用水热、离子束溅射、超声喷雾热解等方法来制备ZnWO4，而事实上，这些方法仍旧存在一些弊端，比如操作复杂、成本高、无法大面积制备。
基于此，急需一种新型的具有优异光电性能的ZnWO4基光电探测器，以及新型的高效、低成本ZnWO4制备方法。
发明内容
本发明所要解决的第一个技术问题是：
提供一种紫外光电探测器。
本发明所要解决的第二个技术问题是：
提供一种所述紫外光电探测器的制备方法。
本发明所要解决的第三个技术问题是：
所述紫外光电探测器的应用。
为了解决所述第一个技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种紫外光电探测器，包括以下结构：
衬底层；
GaN半导体层，所述GaN半导体层设于所述衬底层的上表面；
N型半导体层，所述N型半导体层设于所述GaN半导体层的上表面；
欧姆电极接触层，所述欧姆电极接触层设于所述GaN半导体层的上表面，且与所述N型半导体层相互分离；
N型电极层，所述N型电极层设于所述N型半导体层的上表面。
根据本发明的实施方式，所述技术方案中的一个技术方案至少具有如下优点或有益效果之一：
1.本发明紫外光电探测器采用垂直结构，将两个电极分别设于GaN半导体层的两侧，使得电流几乎全部垂直流过GaN半导体层，横向流动的电流极少，从而避免了横向结构的电流拥挤问题，缩短载流子渡越距离，提高了探测器响应速度和功率。
2.本发明紫外光电探测器为同型异质结光电探测器，将所述N型电极接触层与所述N型半导体层之间形成欧姆接触，以构建内建电场，在本发明紫外光电探测器的强大内建电场下，能够实现快速、高效地分离电子空穴对。
3.本发明紫外光电探测器具有内建电场，在无外置偏压条件下，即可产生稳定的光电流，这使得本发明紫外光电探测器不仅具有快速响应的特性，还具有自驱动的特性。
4.本发明紫外光电探测器由于具有自驱动的特性，使得本发明紫外光电探测器具有显著的自供电特性，在运行中还能够显著降低功耗。
根据本发明的一种实施方式，所述N型半导体层包括ZnWO4层。本发明首次提出将ZnWO4材料在光电探测器中的应用，为光伏器件的多元化研究发展提供了新思路。
根据本发明的一种实施方式，所述GaN半导体层的厚度为4μm～6μm。
根据本发明的一种实施方式，所述GaN半导体层为亲水性GaN半导体层。通过将所述GaN半导体层进行亲水性处理，以此增强GaN和N型半导体层的前驱体溶液的接触。
根据本发明的一种实施方式，所述N型半导体层的厚度为10～200nm。
根据本发明的一种实施方式，所述欧姆电极接触层的厚度为50nm～200nm。
根据本发明的一种实施方式，所述的GaN半导体层的载流子浓度为1×1015cm-3～1×1018cm-3。
根据本发明的一些实施例，所述衬底包括蓝宝石衬底和硅衬底中的至少一种。
根据本发明的一种实施方式，所述欧姆电极接触层包括Ti/Al电极层和Ti/Al/Ti/Au电极层中的至少一种。
为了解决所述第二个技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种制备所述紫外光电探测器的方法，包括以下步骤：
S1在所述衬底层上外延生长所述GaN半导体层；
S2制备前驱体溶液，在所述GaN半导体层的上表面旋涂所述前驱体溶液，经退火形成N型半导体层；
S3在所述N型半导体层上表面制备所述N型电极层；
S4在所述GaN半导体层上表面制备所述欧姆接触电极层，得到所述紫外光电探测器。
根据本发明的实施方式，所述技术方案中的一个技术方案至少具有如下优点或有益效果之一：
本发明制备方法成本低、且高效可靠，成膜效果良好。使得制备的异质结紫外光探测器具有稳定的光响应，较高的光暗电流比以及独特的自供电特性。
根据本发明的一种实施方式，步骤S1中，还包括将制备得到的所述GaN半导体层进行清洗、烘干的步骤。其中，清洗过程为：首先，将0.5～1cm2的GaN半导体层依次用丙酮、乙醇和去离子水进行超声清洗，每个步骤持续10～15min；随后在紫外臭氧清洗机中对GaN半导体层进行亲水处理，以此增强GaN和ZnWO4前驱体溶液的接触，亲水处理时间为15～30min。
根据本发明的一些实施例，步骤S2中，旋涂转速设置为2000～4000rpm，时间为20～40s。
根据本发明的一种实施方式，步骤S2中，所述退火的温度为400～600℃，保温时间为1～4h。
根据本发明的一种实施方式，步骤S2中，所述前驱体溶液，为通过溶胶-凝胶法制备得到的ZnWO4溶液。本发明利用溶胶-凝胶法制备ZnWO4前驱体溶液，而后通过热退火制备ZnWO4薄膜。使得制备成本低、且高效而可靠，成膜效果良好。
根据本发明的一种实施方式，ZnWO4层的前驱体溶液具体制备步骤如下：
A1、首先在电子天秤上分别称量1～5g醋酸锌、1～10g偏钨酸铵、0.1～1g聚乙烯醇(PVA)三种实验材料；
A2、将0.1～1g PVA加入装有50～200mL去离子水的烧杯中，并将其置于磁力搅拌机上，在磁力搅拌机上设置温度为80～120℃，设置转速为400～700rpm，加热搅拌1～2h，所得的溶液记为A；
A3、将1～5g醋酸锌加入到装有50～200mL去离子水和1～10mL冰醋酸的烧杯中并充分搅拌，所得的溶液记为B；
A4、将1～10g偏钨酸铵加入到装有50～200mL去离子水的烧杯中并充分搅拌，所得的溶液记为C；
A5、随后将溶液B和溶液C一起加入到溶液A中，所得的溶液记为D；
A6、磁力搅拌机参数设置为温度为50～100℃，转速为400～700rpm，将溶液D放置到磁力搅拌机上加热搅拌0.5～1h，如此制得的溶液则为ZnWO4前驱体溶液。
本发明的另一个方面，还涉及所述紫外光电探测器在导弹预警中的应用。包括如上述第1方面实施例所述的紫外光电探测器。由于该应用采用了上述实施例的紫外光电探测器的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果。
本发明的另一个方面，还涉及所述紫外光电探测器在紫外线辐射监测中的应用。包括如上述第1方面实施例所述的紫外光电探测器。由于该应用采用了上述实施例的紫外光电探测器的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果。
本发明的另一个方面，还涉及所述紫外光电探测器在光通信中的应用。包括如上述第1方面实施例所述的紫外光电探测器。由于该应用采用了上述实施例的紫外光电探测器的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果。
本发明的另一个方面，还涉及所述紫外光电探测器在光电探测领域中的应用。包括如上述第1方面实施例所述的紫外光电探测器。由于该应用采用了上述实施例的紫外光电探测器的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为实施例1～4制得的紫外探测器的结构示意图。
图2为实施例1制得的紫外探测器的光电性能测试图。
图3为实施例1的紫外探测器的光谱图。
图4为实施例2的紫外探测器的光电性能测试图。
图5为实施例3的紫外探测器的进行响应度和外量子效率图谱。
图6为实施例4的紫外探测器在0V偏压、360nm紫外光照射下的电流-时间曲线图。
附图标记：
100-衬底层，200-GaN半导体层，300-N型半导体层，400-N型电极层，500-欧姆电极接触层。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，上述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，如果有描述到第一、第二等只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的范围。
本发明所采用的试剂、方法和设备，如无特殊说明，均为本技术领域常规试剂、方法和设备。
实施例1
本实施例提供一种紫外光电探测器，如图1所示，包括以下结构：
衬底层100；
GaN半导体层200，上述GaN半导体层200设于上述衬底层100的上表面；
N型半导体层300，上述N型半导体层300设于上述GaN半导体层200的上表面；
欧姆电极接触层500，上述欧姆电极接触层500设于上述GaN半导体层200的上表面，且与上述N型半导体层300相互分离；
N型电极层400，上述N型电极层400设于上述N型半导体层300的上表面。
本实施例中，上述的衬底层100为蓝宝石衬底，面积为1cm2；
上述GaN半导体层200厚度为4μm，上述GaN半导体层为GaN层，其室温下的载流子浓度范围为4.3×1017cm-3；
上述N型半导体层300的厚度为200nm，上述N型半导体层为ZnWO4层；
上述欧姆电极接触层500厚度为100nm，上述欧姆电极接触层为Ti/Al电极层；
上述N型电极层400厚度为100nm，上述N型电极层为Ag电极层。
本实施例还提供上述紫外光电探测器的制备方法，包括：
(1)在衬底层100上外延生长GaN薄膜，形成GaN半导体层200；
(2)对步骤(1)制备的GaN半导体层依次用丙酮、乙醇和去离子水进行超声清洗，每个步骤持续15min，随后在紫外臭氧清洗机中对GaN半导体层进行亲水处理，以此增强GaN和ZnWO4前驱体溶液的接触，亲水处理时间为20min。通过溶胶-凝胶法制备ZnWO4前驱体溶液并在GaN薄膜的上表面旋涂、退火制备N型半导体层，即ZnWO4层。旋涂转速为3000rpm，时间为30s。退火温度为500℃，时间为1h；
(3)在步骤(2)中制备的N型半导体层300上表面通过真空蒸镀法制备Ag电极层；
(4)在GaN半导体层200上表面通过真空蒸镀法制备表面制备Ti/Al电极层。
本实例上述步骤(2)中ZnWO4前驱体溶液的制备过程为：
(A)首先在电子天秤上分别称量1g醋酸锌、1.5g偏钨酸铵、0.5g聚乙烯醇(PVA)三种实验材料；
(B)将0.5g PVA加入装有50mL去离子水的烧杯中，并将其置于磁力搅拌机上，在磁力搅拌机上设置温度为80℃，设置转速为500rpm，加热搅拌1h，所得的溶液记为A；
(C)将1g醋酸锌加入到装有50mL去离子水和10mL冰醋酸的烧杯中并充分搅拌，所得的溶液记为B；
(D)将1.5g偏钨酸铵加入到装有50mL去离子水的烧杯中并充分搅拌，所得的溶液记为C；
(E)随后将溶液B和溶液C一起加入到溶液A中，所得的溶液记为D；
(F)磁力搅拌机参数设置为温度为80℃，转速为500rpm，将溶液D放置到磁力搅拌机上加热搅拌0.5h，如此制得的溶液则为ZnWO4前驱体溶液。
实施例2
实施例2与实施例1的区别在于：N型半导体层300(ZnWO4层)的厚度不同。实施例1的ZnWO4层的厚度为200nm，实施例2的ZnWO4层的厚度为100nm。实施例2制备的紫外光电探测器，由于具有薄的薄膜层，其与GaN半导体层200未形成良好的异质结以导致内建电场较弱，其在0V下的光暗电流比(301)低于实施例1(524)，具体可通过图2和图4得知。
本实施例提供一种紫外光电探测器，如图1所示，包括以下结构：
衬底层100；
GaN半导体层200，上述GaN半导体层200设于上述衬底层100的上表面；
N型半导体层300，上述N型半导体层300设于上述GaN半导体层200的上表面；
欧姆电极接触层500，上述欧姆电极接触层500设于上述GaN半导体层200的上表面，且与上述N型半导体层300相互分离；
N型电极层400，上述N型电极层400设于上述N型半导体层300的上表面。
本实施例中，上述的衬底层100为蓝宝石衬底，面积为1cm2；
上述GaN半导体层200厚度为4μm，上述GaN半导体层为GaN层，其室温下的载流子浓度范围为4.3×1017cm-3；
上述N型半导体层300的厚度为100nm，上述N型半导体层为ZnWO4层；
上述欧姆电极接触层500厚度为100nm，上述欧姆电极接触层为Ti/Al电极层；
上述N型电极层400厚度为100nm，上述N型电极层为Ag电极层。
本实施例还提供上述紫外光电探测器的制备方法，包括：
(1)在衬底层100上外延生长GaN薄膜，形成GaN半导体层200；
(2)对步骤(1)制备的GaN半导体层依次用丙酮、乙醇和去离子水进行超声清洗，每个步骤持续15min，随后在紫外臭氧清洗机中对GaN半导体层进行亲水处理，以此增强GaN和ZnWO4前驱体溶液的接触，亲水处理时间为20min。通过溶胶-凝胶法制备ZnWO4前驱体溶液并在GaN薄膜的上表面旋涂、退火制备N型半导体层，即ZnWO4层。旋涂转速为3000rpm，时间为30s。退火温度为500℃，时间为1h；
(3)在步骤(2)中制备的N型半导体层300上表面通过真空蒸镀法制备Ag电极层；
(4)在GaN半导体层200上表面通过真空蒸镀法制备表面制备Ti/Al电极层。
本实例上述步骤(2)中ZnWO4前驱体溶液的制备过程为：
(A)首先在电子天秤上分别称量1g醋酸锌、1.5g偏钨酸铵、0.5g聚乙烯醇(PVA)三种实验材料；
(B)将0.5g PVA加入装有50mL去离子水的烧杯中，并将其置于磁力搅拌机上，在磁力搅拌机上设置温度为80℃，设置转速为500rpm，加热搅拌1h，所得的溶液记为A；
(C)将1g醋酸锌加入到装有50mL去离子水和10mL冰醋酸的烧杯中并充分搅拌，所得的溶液记为B；
(D)将1.5g偏钨酸铵加入到装有50mL去离子水的烧杯中并充分搅拌，所得的溶液记为C；
(E)随后将溶液B和溶液C一起加入到溶液A中，所得的溶液记为D；
(F)磁力搅拌机参数设置为温度为80℃，转速为500rpm，将溶液D放置到磁力搅拌机上加热搅拌0.5h，如此制得的溶液则为ZnWO4前驱体溶液。
实施例3
实施例3与实施例1的区别在于：ZnWO4前驱体溶液的浓度不同，溶液中溶质用量不同。其中，实施例1的ZnWO4前驱体溶液包括以下原料：1g醋酸锌、1.5g偏钨酸铵、0.5g聚乙烯醇；实施例3的ZnWO4前驱体溶液包括以下原料：1.6g醋酸锌、1.2g偏钨酸铵、0.3g聚乙烯醇。
本实施例提供一种紫外光电探测器，如图1所示，包括以下结构：
衬底层100；
GaN半导体层200，上述GaN半导体层200设于上述衬底层100的上表面；
N型半导体层300，上述N型半导体层300设于上述GaN半导体层200的上表面；
欧姆电极接触层500，上述欧姆电极接触层500设于上述GaN半导体层200的上表面，且与上述N型半导体层300相互分离；
N型电极层400，上述N型电极层400设于上述N型半导体层300的上表面。
本实施例中，上述的衬底层100为蓝宝石衬底，面积为1cm2；
上述GaN半导体层200厚度为4μm，上述GaN半导体层为GaN层，其室温下的载流子浓度范围为4.3×1017cm-3；
上述N型半导体层300的厚度为200nm，上述N型半导体层为ZnWO4层；
上述欧姆电极接触层500厚度为100nm，上述欧姆电极接触层为Ti/Al电极层；
上述N型电极层400厚度为100nm，上述N型电极层为Ag电极层。
本实施例还提供上述紫外光电探测器的制备方法，包括：
(1)在衬底层100上外延生长GaN薄膜，形成GaN半导体层200；
(2)对步骤(1)制备的GaN半导体层依次用丙酮、乙醇和去离子水进行超声清洗，每个步骤持续15min，随后在紫外臭氧清洗机中对GaN半导体层进行亲水处理，以此增强GaN和ZnWO4前驱体溶液的接触，亲水处理时间为20min。通过溶胶-凝胶法制备ZnWO4前驱体溶液并在GaN薄膜的上表面旋涂、退火制备N型半导体层，即ZnWO4层。旋涂转速为3000rpm，时间为30s。退火温度为500℃，时间为1h；
(3)在步骤(2)中制备的N型半导体层300上表面通过真空蒸镀法制备Ag电极层；
(4)在GaN半导体层200上表面通过真空蒸镀法制备表面制备Ti/Al电极层。
作为本实例优选的，上述步骤(2)中ZnWO4前驱体溶液的制备过程为：
(A)首先在电子天秤上分别称量1.6g醋酸锌、1.2g偏钨酸铵、0.3g聚乙烯醇(PVA)三种实验材料；
(B)将0.3g PVA加入装有50mL去离子水的烧杯中，并将其置于磁力搅拌机上，在磁力搅拌机上设置温度为80℃，设置转速为500rpm，加热搅拌1h，所得的溶液记为A；
(C)将1.6g醋酸锌加入到装有80mL去离子水和20mL冰醋酸的烧杯中并充分搅拌，所得的溶液记为B；
(D)将1.2g偏钨酸铵加入到装有80mL去离子水的烧杯中并充分搅拌，所得的溶液记为C；
(E)随后将溶液B和溶液C一起加入到溶液A中，所得的溶液记为D；
(F)磁力搅拌机参数设置为温度为90℃，转速为500rpm，将溶液D放置到磁力搅拌机上加热搅拌1.5h，如此制得的溶液则为ZnWO4前驱体溶液。
实施例4
实施例4与实施例1的区别在于：ZnWO4的退火温度不同。其中，实施例1的退火温度为500℃；实施例4的退火温度为600℃。
本实施例提供一种紫外光电探测器，如图1所示，包括以下结构：
衬底层100；
GaN半导体层200，上述GaN半导体层200设于上述衬底层100的上表面；
N型半导体层300，上述N型半导体层300设于上述GaN半导体层200的上表面；
欧姆电极接触层500，上述欧姆电极接触层500设于上述GaN半导体层200的上表面，且与上述N型半导体层300相互分离；
N型电极层400，上述N型电极层400设于上述N型半导体层300的上表面。
本实施例中，上述的衬底层100为蓝宝石衬底，面积为1cm2；
上述GaN半导体层200厚度为4μm，上述GaN半导体层为GaN层，其室温下的载流子浓度范围为4.3×1017cm-3；
上述N型半导体层300的厚度为200nm，上述N型半导体层为ZnWO4层；
上述欧姆电极接触层500厚度为100nm，上述欧姆电极接触层为Ti/Al电极层；
上述N型电极层400厚度为100nm，上述N型电极层为Ag电极层。
本实施例提供上述紫外光电探测器的制备方法，包括：
(1)在衬底层100上外延生长GaN薄膜，形成GaN半导体层200；
(2)对步骤(1)制备的GaN半导体层依次用丙酮、乙醇和去离子水进行超声清洗，每个步骤持续15min，随后在紫外臭氧清洗机中对GaN半导体层进行亲水处理，以此增强GaN和ZnWO4前驱体溶液的接触，亲水处理时间为20min。通过溶胶-凝胶法制备ZnWO4前驱体溶液并在GaN薄膜的上表面旋涂、退火制备N型半导体层，即ZnWO4层。旋涂转速为3000rpm，时间为30s。退火温度为600℃，时间为1h；
(3)在步骤(2)中制备的N型半导体层300上表面通过真空蒸镀法制备Ag电极层；
(4)在GaN半导体层200上表面通过真空蒸镀法制备表面制备Ti/Al电极层。
作为本实例优选的，上述步骤(2)中ZnWO4前驱体溶液的制备过程为：
(A)首先在电子天秤上分别称量1g醋酸锌、1.5g偏钨酸铵、0.5g聚乙烯醇(PVA)三种实验材料；
(B)将0.5g PVA加入装有50mL去离子水的烧杯中，并将其置于磁力搅拌机上，在磁力搅拌机上设置温度为80℃，设置转速为500rpm，加热搅拌1h，所得的溶液记为A；
(C)将1g醋酸锌加入到装有50mL去离子水和10mL冰醋酸的烧杯中并充分搅拌，所得的溶液记为B；
(D)将1.5g偏钨酸铵加入到装有50mL去离子水的烧杯中并充分搅拌，所得的溶液记为C；
(E)随后将溶液B和溶液C一起加入到溶液A中，所得的溶液记为D；
(F)磁力搅拌机参数设置为温度为80℃，转速为500rpm，将溶液D放置到磁力搅拌机上加热搅拌0.5h，如此制得的溶液则为ZnWO4前驱体溶液。
对比例
对比例与实施例1的区别在于：结构不同。实施例1为N型半导体层，对比例1为P型半导体层。
本对比例提供一种紫外光电探测器，包括以下结构：
衬底层100；
GaN半导体层200，上述GaN半导体层200设于上述衬底层100的上表面；
P型半导体层，上述P型半导体层设于上述GaN半导体层200的上表面；
欧姆电极接触层500，上述欧姆电极接触层500设于上述GaN半导体层200的上表面，且与上述N型半导体层300相互分离；
N型电极层400，上述N型电极层400设于上述N型半导体层300的上表面。
本实施例中，上述的衬底层100为蓝宝石衬底，面积为1cm2；
上述GaN半导体层200厚度为4μm，上述GaN半导体层为GaN层，其室温下的载流子浓度范围为4.3×1017cm-3；
上述P型半导体层300的厚度为200nm，上述P型半导体层为P-GaN层；
上述欧姆电极接触层500厚度为100nm，上述欧姆电极接触层为Ti/Al电极层；
上述N型电极层400厚度为100nm，上述N型电极层为Ag电极层。
本实施例还提供上述紫外光电探测器的制备方法，包括：
(1)在衬底层100上外延生长GaN薄膜，形成GaN半导体层200；
(2)对步骤(1)制备的GaN半导体层依次用丙酮、乙醇和去离子水进行超声清洗，每个步骤持续15min，随后在紫外臭氧清洗机中对GaN半导体层进行亲水处理，亲水处理时间为20min。
(3)在GaN半导体层的上表面制备的P型半导体层，在P型半导体层上表面通过真空蒸镀法制备Ag电极层；
(4)在GaN半导体层200上表面通过真空蒸镀法制备表面制备Ti/Al电极层。
性能测试：
对实施例1～4制得的紫外探测器进行光电性能测试，测试结果分别如图2～6所示。
图2为实施例1制得的紫外探测器的光电性能测试图。由图2可知，制备的紫外光电探测器在0V偏压、360nm紫外光照射下，光/暗电流比为524。
图3为实施例1的紫外探测器的光谱图。由图3可知，制备的紫外光电探测器在0V偏压、360nm处产生峰值光电流，约为0.4μA。
图4为实施例2的紫外探测器的光电性能测试图。由图4可知，制备的紫外光电探测器在0V偏压、360nm紫外光照射下，光/暗电流比为301。
图5为实施例3的紫外探测器的进行响应度和外量子效率图谱。由图5可知，该器件在0V偏压、360nm紫外光照射下的响应度为22.7mA/W，外量子效率为7.8％，显示出优异的光电性能。
图6为实施例4的紫外探测器在0V偏压、360nm紫外光照射下的电流-时间曲线图。由图6可知，制备的紫外光电探测器在0V偏压、360nm紫外光照射下，在每个光开关周期内均有稳定的光/暗电流(≈0.3μA)产生。
以上仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种紫外光电探测器，其特征在于：包括以下结构：
衬底层；
GaN半导体层，所述GaN半导体层设于所述衬底层的上表面；
N型半导体层，所述N型半导体层设于所述GaN半导体层的上表面；
欧姆电极接触层，所述欧姆电极接触层设于所述GaN半导体层的上表面，且与所述N型半导体层相互分离；
N型电极层，所述N型电极层设于所述N型半导体层的上表面。
2.根据权利要求1所述的一种紫外光电探测器，其特征在于：所述N型半导体层包括ZnWO4层。
3.根据权利要求1所述的一种紫外光电探测器，其特征在于：所述GaN半导体层的厚度为4μm～6μm。
4.根据权利要求1所述的一种紫外光电探测器，其特征在于：所述GaN半导体层为亲水性GaN半导体层。
5.根据权利要求1所述的一种紫外光电探测器，其特征在于：所述N型半导体层的厚度为10～200nm。
6.根据权利要求1所述的一种紫外光电探测器，其特征在于：所述欧姆电极接触层的厚度为50nm～200nm。
7.一种制备如权利要求1至6任一项所述的一种紫外光电探测器的方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1在所述衬底层上外延生长所述GaN半导体层；
S2制备前驱体溶液，在所述GaN半导体层的上表面旋涂所述前驱体溶液，经退火形成N型半导体层；
S3在所述N型半导体层上表面制备所述N型电极层；
S4在所述GaN半导体层上表面制备所述欧姆接触电极层，得到所述紫外光电探测器。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：步骤S2中，所述前驱体溶液，为通过溶胶-凝胶法制备得到的ZnWO4溶液。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：步骤S2中，所述退火的温度为400～600℃，保温时间为1～4h。
10.如权利要求1至6任一项所述的一种紫外光电探测器在导弹预警、紫外线辐射监测、光通信或光电探测领域中的应用。
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