本发明涉及半导体光电探测领域，具体涉及一种非晶氧化镓基同质结型日盲紫外光电晶体管及其制备方法。
背景技术：
1、紫外光分为长波紫外、中波紫外、短波紫外和真空紫外。其中，短波紫外光(200-280nm)被大气臭氧层强烈吸收，几乎无法到达近地表面，因此通常将该波长范围内的紫外光称为“日盲紫外”，针对该波段的光电探测器则称为日盲紫外光电探测器。由于避开了自然界最强大的太阳辐射的干扰，日盲紫外探测具备背底噪声低和探测灵敏度高的天然优势，广泛应用于空间保密通信、车辆导航、火灾警报和导弹预警等军事和民用领域。
2、超宽禁带半导体-氧化镓的禁带宽度介于4.4-5.3ev，对应的响应光谱几乎覆盖整个日盲紫外波段，且具有良好的化学和热稳定性，成为日盲紫外光电探测的理想材料。其中，非晶氧化镓制备工艺简单经济，无需高温介入，可适用于大面积制备。此外，非晶氧化镓无需考虑衬底材料的晶格匹配，因此具有相当灵活的衬底选择性。这尤其适用于构筑背栅型光电晶体管，从而利用栅压调控进一步提升探测器的灵敏度，如响应度、探测率等。
3、但是非晶态结构中固有的无序性和大量的缺陷态导致载流子在非晶氧化镓中的迁移率相对较低，通常很难实现有效的场效应栅压调控，且对光电晶体管的光电转换效率和响应速度造成不利影响，因此很难达到理论预期的高灵敏度。针对上述问题，研究者们投入大量精力对非晶氧化镓整体的材料特性进行调控，尤其是针对材料内部的氧空位缺陷浓度。然而氧空位对非晶氧化镓基光电晶体管综合性能的影响各有利弊，单纯的整体调控势必“厚此薄彼”，很难实现器件性能的“整体”优化，尤其是针对探测器的暗电流、光电流、灵敏度等关键性能参数。
4、此外，研究人员通过构筑异质结，来实现p-n结或者能带调控，以提高非晶氧化镓基光电晶体管的性能。这里面很重要的原因在于氧化镓通常以n型掺杂的形式存在，包括基于氧空位的非故意掺杂，而其p型掺杂一直未获实质性突破。但异质结器件涉及两种或两种以上的半导体材料，因此工艺复杂，界面质量相对较差。而且，除了掺杂类型之外，还要考虑另一种半导体材料与氧化镓的能带对准类型等因素，选择受限。
技术实现思路
1、为了全面且大幅改善暗电流、光电流、灵敏度(例如，响应度、探测率)等关键性能参数，本发明提出一种非晶氧化镓基同质结型日盲紫外光电晶体管的制备方法，具体包括以下步骤：
2、步骤1：使用p+-si/sio2作为晶体管的衬底；
3、步骤2：在衬底上沉积非晶氧化镓富氧层薄膜层作为同质结底层；
4、步骤3：在同质结底层上沉积非晶氧化镓贫氧层薄膜层作为同质结顶层，富氧层的氧空位浓度低于贫氧层；
5、步骤4：利用光刻技术，在同质结顶层上制作叉指电极；
6、步骤5：利用电子束蒸发技术，在同质结顶层上制备漏极电极和源极电极；
7、步骤6：对电极进行退火处理；
8、上述步骤2和步骤3分别制备的同质结底层与同质结顶层的厚度比大于7：3。
9、进一步的，步骤2和步骤3分别制备的同质结底层与同质结顶层的厚度比为9：1。
10、进一步的，步骤2和步骤3的沉积均采用磁控溅射工艺。
11、进一步的，同质结底层制备时，通入氩氧混合气体；同质结顶层制备时，通入纯氩气体。
12、优选地，通入氩氧混合气体的气体流量为ar:o2＝27.9sccm:2.1sccm；通入纯氩气体的气体流量为ar＝30sccm。
13、进一步的，制备同质结底层时，将衬底进行加热；同质结底层制备完成后冷却5小时，再进行同质结顶层制备。
14、进一步的，制备同质结顶层时，将衬底保持在室温。
15、进一步的，沉积的同质结顶层厚度小于30nm。作为一种优选的实施方式，沉积的同质结顶层厚度为10nm。
16、作为一种可选的实施方式，同质结底层薄膜的沉积厚度为90nm，顶层薄膜的沉积厚度为10nm。
17、本发明还提供一种非晶氧化镓基同质结型日盲紫外光电晶体管，根据一种非晶氧化镓基同质结型日盲紫外光电晶体管的制备方法制备。
18、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
19、1、本发明中同质结由富氧层(同质结顶层)与贫氧层(同质结底层)构成，富氧层氧空位缺陷少，用于载流子的输运，贫氧层在提供高增益的前提下，尽量减少缺陷对载流子的散射等负面影响；
20、2、富氧层与贫氧层之间的载流子(氧空位)浓度梯度导致该同质结呈现ii型交错能带分布，有利于光生载流子的转移；
21、3、富氧层在同质结底层制备完成并进行冷却后采用较低工艺温度制备，该制备方式有助于抑制底层的氧原子扩散至顶层，从而使同质结获得更大的载流子(氧空位)浓度梯度以及更高的界面质量，即形成氧空位浓度“突变”同质结，以进一步提升同质结界面处光生载流子的转移效率；
22、4、本发明制备工艺简单，并且无须引入氧化镓以外的其他半导体材料。
1.一种非晶氧化镓基同质结型日盲紫外光电晶体管的制备方法，具体包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种非晶氧化镓基同质结型日盲紫外光电晶体管的制备方法，其特征在于，步骤2和步骤3分别制备的同质结底层与同质结顶层的厚度比为9：1。
3.根据权利要求1所述的一种非晶氧化镓基同质结型日盲紫外光电晶体管的制备方法，其特征在于，步骤2和步骤3的沉积均采用磁控溅射工艺。
4.根据权利要求1所述的一种非晶氧化镓基同质结型日盲紫外光电晶体管的制备方法，其特征在于，同质结底层制备时，通入氩氧混合气体；同质结顶层制备时，通入纯氩气体。
5.根据权利要求4所述的一种非晶氧化镓基同质结型日盲紫外光电晶体管的制备方法，其特征在于，通入氩氧混合气体的气体流量为ar:o2＝27.9sccm:2.1sccm；通入纯氩气体的气体流量为ar＝30sccm。
6.根据权利要求1所述的一种非晶氧化镓基同质结型日盲紫外光电晶体管的制备方法，其特征在于，制备同质结底层时，将衬底进行加热；同质结底层制备完成后冷却5小时，再进行同质结顶层制备。
7.根据权利要求1或6所述的一种非晶氧化镓基同质结型日盲紫外光电晶体管的制备方法，其特征在于，制备同质结顶层时，将衬底保持在室温。
8.根据权利要求1所述的一种非晶氧化镓基同质结型日盲紫外光电晶体管的制备方法，其特征在于，同质结顶层的厚度小于30nm。
9.根据权利要求1、2或8所述的一种非晶氧化镓基同质结型日盲紫外光电晶体管的制备方法，其特征在于，同质结底层薄膜的溅射厚度为90nm，顶层薄膜的溅射厚度为10nm。
10.一种非晶氧化镓基同质结型日盲紫外光电晶体管，其特征在于，一种非晶氧化镓基同质结型日盲紫外光电晶体管根据权利要求1～9任一项所述的一种非晶氧化镓基同质结型日盲紫外光电晶体管的制备方法制备。
