具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明作进一步的详细说明。

本发明公开了一种声表面波增强型深紫外探测器及其制备方法，所述声表面波增强型深紫外探测器依次包括压电衬底、半导体薄膜，以及分别设置于所述压电衬底上和相对压电衬底的所述半导体薄膜另一表面上的两对欧姆电极；所述压电衬底上的一对欧姆电极用于接收射频信号并转化成声表面波信号发出，半导体薄膜上的一对欧姆电极用于收集光生载流子并转化为电信号输出，并接通外接参数分析仪，以评估探测器对于光辐射的响应度、探测率等一系列性能指标。本发明的声表面波增强型深紫外探测器能够通过声表面波的外部刺激显著增强探测器的响应度等一系列性能指标。

在一优选实施方式中，本发明的深紫外探测器是基于金属-半导体层-衬底结构，由压电衬底、氧化镓半导体薄膜、声表面波信号转换器、与压电衬底和半导体薄膜分别形成欧姆接触的钛金电极组成。半导体与金属接触时，多会形成势垒层，但当半导体掺杂浓度很高时，电子可借隧道效应穿过势垒，从而形成低阻值的欧姆接触。欧姆接触是指金属与半导体形成欧姆接触处是一个纯电阻，该电阻越小越好，使得组件操作时，大部分的电压降在活动区而不在接触面。因此，其I-V特性是线性关系，斜率越大接触电阻越小，接触电阻的大小直接影响器件的性能指标。欧姆接触对半导体器件非常重要，形成良好的欧姆接触有利于电流的输入和输出，对不同半导体材料常选择不同配方的合金作欧姆接触材料。

具体地，本发明公开了一种声表面波增强型深紫外探测器，包括压电衬底、形成于所述压电衬底上的半导体薄膜，以及在所述压电衬底上和相对压电衬底的半导体薄膜另一表面上分别制备的两对欧姆电极。

所述压电衬底上的一对欧姆电极用于接收射频信号，传播声表面波并使其调制薄膜与衬底的能带结构，以提高光生载流子的数量及传输效率。

所述半导体薄膜上的一对欧姆电极用于收集光生载流子并转化为电信号输出，并接通外接参数分析仪，以评估探测器对于光辐射的响应度、探测率等一系列性能指标，用于后续数据分析。

进一步，所述两对欧姆电极采用钛/金两种金属制得。

进一步，所述两对欧姆电极为叉指形状。

进一步，所述压电衬底优选为铌酸锂衬底。

进一步，所述半导体薄膜为宽禁带半导体薄膜，所述宽禁带半导体薄膜的材料优选选自于III-V组化合物和II-VI组化合物中的一种，再进一步优选地，所述宽禁带半导体薄膜的材料选自于Ga₂O₃、GaN、AlN、AlGaN、ZnO中的一种。

本发明还公开了一种声表面波增强型深紫外探测器的制备方法，包括如下步骤：

提供压电衬底；

在所述压电衬底的一表面上外延生长半导体薄膜；

在所述压电衬底上和所述半导体薄膜表面上分别制作两对欧姆电极。

进一步地，所述压电衬底优选为铌酸锂衬底；所述半导体薄膜覆盖所述铌酸锂衬底的部分表面，而一对欧姆电极位于所述铌酸锂衬底未被所述半导体薄膜覆盖的表面上，另一对欧姆电极位于所述半导体薄膜相对铌酸锂衬底的另一表面上，从而所述两对欧姆电极位于所述铌酸锂衬底和所述半导体薄膜的同一侧。

进一步地，所述半导体薄膜例如可以采用金属有机化合物化学气相沉淀（MOCVD）或物理气相沉积（PVD）方法形成；所述两对欧姆电极例如可以采用光刻法形成。

本发明还涉及一种深紫外探测器响应度的改进方法，所述深紫外探测器包括压电衬底和形成在所述压电衬底一表面上的半导体薄膜，所述方法包括如下步骤：

在所述压电衬底上和相对压电衬底的半导体薄膜另一表面上分别制备两对欧姆电极。

所述压电衬底上的一对欧姆电极用于接收射频信号并传播声表面波，使其调制薄膜与衬底的能带结构，以提高光生载流子的数量及传输效率。

所述半导体薄膜上的一对欧姆电极用于收集光生载流子并转化为电信号输出，并接通外接参数分析仪，以评估探测器对于光辐射的响应度、探测率等一系列性能指标，用于后续数据分析。

下面结合具体实施例及附图，对本发明提供的声表面波增强型深紫外探测器及其制备方法的具体实施方式做详细说明。

图1为本发明的声表面波增强型深紫外探测器的结构示意图。参见图1所示，该声表面波增强型深紫外探测器包括铌酸锂衬底1、半导体薄膜2、置于铌酸锂衬底1左半侧的欧姆电极3、置于半导体薄膜2右半侧的欧姆电极4。

所述半导体薄膜2为宽禁带半导体薄膜，其材料选自于Ga₂O₃、GaN、AlN、AlGaN、ZnO中的一种。

所述两对欧姆电极中，一对欧姆电极3用于接收射频信号并传播声表面波，通过调制薄膜与衬底的能带结构，以增加光生载流子传输效率。进一步地，所述欧姆电极3为由钛/金制作的叉指电极。另一对欧姆电极4用于接通外接参数分析仪，用于评估探测器对于光辐射的响应度、探测率等一系列性能指标。在本具体实施方式中，所述欧姆电极4采用钛/金制作，所述欧姆电极4与所述半导体薄膜2形成欧姆接触，这部分为衬底-衬底外延薄膜-电极结构。进一步，在本具体实施方式中，所述欧姆电极4为叉指形状。

声表面波在铌酸锂衬底1与半导体薄膜2中传播时，将它们的能量限制在垂直于衬底表面的一到两个波长内，并在宏观距离内以较小的耗散传播。因此，声表面波在射频下可动态调制低维半导体材料的电学和光学特性。

图2为本发明的声表面波增强型深紫外探测器的制备方法的流程图。参见图2所示，所述方法包括如下步骤：

步骤一、在铌酸锂衬底1上外延半导体薄膜2；

步骤二、在所述铌酸锂衬底1表面形成欧姆电极3；

步骤三、在所述半导体薄膜2表面形成欧姆电极4。

上述步骤一，在铌酸锂衬底上外延半导体薄膜的步骤中，所述半导体薄膜的材料选自于III-V组化合物和II-VI组化合物中的一种。优选地，所述半导体薄膜的材料选自于Ga₂O₃、GaN、AlN、AlGaN、ZnO中的一种。所述半导体薄膜可以采用金属有机化合物化学气相沉淀（MOCVD）或物理气相沉积（PVD）方法形成。

上述步骤二，在所述铌酸锂衬底1表面形成欧姆电极3的步骤中，欧姆电极3用于调制薄膜与衬底的能带结构，以增加光生载流子的数量及传输效率。进一步，所述欧姆电极3为由钛/金制作的叉指电极。所述叉指电极的制备方法可以采用本领域技术人员熟知的技术，例如电镀等工艺进行制备。

上述步骤三，在所述半导体薄膜表面形成欧姆电极4的步骤中，欧姆电极4用于接通外接参数分析仪，以评估探测器对于光辐射的响应度、探测率等一系列性能指标，其制备过程与步骤二一致。

实施例1

本发明的声表面波增强型深紫外探测器的制备方法，包括如下步骤：

采用MOCVD或者磁控溅射的方法在Y-128铌酸锂衬底1上生长Ga₂O₃半导体薄膜2；在所述Ga₂O₃薄膜上涂覆光刻胶。

使用接触式紫外光刻方法在Y-128铌酸锂衬底和Ga₂O₃薄膜表面制作出叉指换能器的图形，在形成叉指换能器的位置，去除光刻胶。

使用电子束蒸发方法蒸镀20nm Ti膜以及200nm Au膜，制得欧姆电极3和欧姆电极4作为两个叉指换能器。

对上述实施例1制得的衬底外延薄膜-电极结构的深紫外探测器表面发射声表面波，使用“是德科技”的N5171B射频模拟信号发生器，对实施例1制得的深紫外探测器表面发射射频信号，其射频功率在0~40 dBM范围内。

在欧姆电极4上外接参数分析仪（例如采用吉时利4200参数分析仪），使用高压脉冲发生器单元搭建测试模型，测量该深紫外探测器的电流-电压曲线，获取光电流、暗电流、光照强度、照射面积四个关键指标。

根据如下公式：

计算得到探测器的响应度。响应度表格如下：

表1

表2

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。