本发明涉及紫外光探测器领域，具体涉及一种p-gas/n-gan ii型异质结自驱动紫外光探测器及其制备方法与应用。
背景技术：
1、iii族氮化物半导体材料拥有优良的光学、电学、热学、化学、机械性能，目前，ⅲ族氮化物光电器件和功率器件也得到了广泛研究。硫化镓(gallium(iii)sulfide，gas)属于iii-vi类层状化合物，每一层晶体结构为六方纤锌矿型结构，空间群为p63mc，晶格参数层间相互作用以弱范德华力为主，而层间成键力本质上是共价的。gas被认为是一种很有前途的紫外探测的材料，它在块体状态下和300k时的带隙为2.71ev。而作为第三代半导体材料研究热点之一的gan材料电子迁移率高、热稳定性好、化学稳定性好。相比传统探测器具有体积小、易携带、易集成、工作电压低、节能环保、无需滤光系统等优势，但同时也存在相分离导致的p型掺杂制备困难、器件响应度低等问题。
2、有研究人员采用gas/gan ii型异质结材料制备的紫外光探测器，响应时间达到了80μs。但是制备出的器件响应度不佳，导致器件灵敏度不够。
技术实现思路
1、为了克服以上现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种p-gas/n-gan ii型异质结自驱动紫外光探测器，提升p-gas/n-gan ii型异质结自驱动紫外光探测器的灵敏度和响应度。
2、本发明的另一目的在于提供一种p-gas/n-gan ii型异质结自驱动紫外光探测器的制备方法。
3、本发明的目的通过以下的技术方案实现：
4、一种p-gas/n-gan ii型异质结自驱动紫外光探测器，由下至上依次包括：
5、衬底层、第一缓冲层、第二缓冲层和n-gan层；所述n-gan层上设置p-gas层和第一金属电极；所述p-gas层上设置第二金属电极。
6、优选的，所述衬底层的材料为si。
7、优选的，所述第一缓冲层包括aln层和algan层中的一种以上。
8、更优选的，所述aln层的厚度为300～400nm，所述algan层的厚度为450～650nm。
9、优选的，所述第二缓冲层的材料为u-gan，所述第二缓冲层的厚度为1.0～2.0μm。
10、优选的，所述n-gan层的厚度为1.4～2.0μm。
11、优选的，所述p-gas层的厚度为300～500nm。
12、优选的，所述衬底层的厚度为420～430μm。
13、优选的，所述第一金属电极和所述第二金属电极分别为ti/au金属层电极，所述ti/au金属层电极包括ti层和au层，
14、更优选的，所述ti层和au层的厚度分别为80～120nm。
15、一种p-gas/n-gan ii型异质结自驱动紫外光探测器的制备方法，包括以下步骤：
16、(1)、用mocvd在衬底层上生长第一缓冲层、第二缓冲层和n-gan层；
17、(2)、采用cvd技术在所述n-gan层上直接生长p-gas层；
18、(3)、首先将所述n-gan层和步骤(2)制备得到的p-gas层进行匀胶，并烘干，然后进行曝光，并显影，最后经过氧离子处理，实现光刻操作；
19、(4)、将步骤(3)得到的n-gan层和p-gas进行蒸镀金属电极，得到p-gas/n-gan ii型异质结自驱动紫外光探测器。
20、一种p-gas/n-gan ii型异质结自驱动紫外光探测器的应用，应用于紫外光探测中。
21、本发明相对现有技术具有以下优点及有益效果：
22、(1)、本发明设计ii型异质结结构，通过内建电场使器件获得自驱动能力，同时大幅提升器件响应度、灵敏度等参数，从而获得高性能紫外光探测器；利用p-gas材料可以与n-gan材料形成ii型异质结结构的特点，从而构成横向异质结；通过p-gas/n-gan ii型异质结结构，在异质结界面处建立内建电场，电子向p-gas层迁移，空穴向n-gan层迁移，完成光生载流子的有效分离和传输，产生更大光电流，实现了自驱动、高响应紫外光探测器结构设计及制备。通过优化探测器件的电极接触面积、种类等参数，增强电极对光生载流子的收集能力，实现高性能自驱动紫外光电器件结构设计，提升紫外光波段的量子效率；在异质结界面进行界面改性，有效实现异质结构的可控性，实现高灵敏度探测。
23、(2)、本发明提供了一种先采用mocvd高温外延方法在si衬底上生长第一缓冲层、第二缓冲层，然后在缓冲层上生长n-gan层，抑制相分离，实现高质量n-gan材料的生长，解决了gan材料自身容易发生相分离，使得p型掺杂较为困难的问题，且mocvd适合大面积材料生长，可获得大面积n-gan薄膜；再采用cvd法生长p-gas，最后通过光刻蒸镀工艺，在暴露n-gan层以及p-gas层上制备ni/au金属电极。改变光刻曝光显影等时间、氧离子处理时间、电极材料种类、电极接触面积，蒸镀速率等工艺参数，探究其对p-gas/n-gan ii型异质结自驱动紫外光探测器性能的影响，提升p-gas/n-gan ii型异质结自驱动紫外光探测器的灵敏度和响应度，实现高性能自驱动紫外光探测器制备。本发明所公开的制备方法具有工艺简单、省时高效以及能耗低的优点，有利于规模化生产，通过直接生长材料，可以有效规避转移过程中的成本和时间。
24、使用衬底层-缓冲层-功能层的结构，增大了n-gan层的面积，从而有效提高该器件的工作效率；采用缓冲层结构，降低晶格失配，第一缓冲层和第二缓冲层的设置，可以有效控制外延层的应力以及缺陷密度，提高gan材料的质量，解决gan材料与si衬底之间晶格失配(>17％)和热失配(>56％)较大因而容易导致高密度缺陷和裂纹的问题。且n-gan为薄层，可降低相分离，可提升n-gan薄膜质量。
1.一种p-gas/n-gan ii型异质结自驱动紫外光探测器，其特征在于，由下至上依次包括：
2.根据权利要求1所述的p-gas/n-gan ii型异质结自驱动紫外光探测器，其特征在于，所述第一缓冲层包括aln层和algan层中的一种以上；所述aln层的厚度为300～400nm，所述algan层的厚度为450～650nm。
3.根据权利要求1所述的p-gas/n-gan ii型异质结自驱动紫外光探测器，其特征在于，所述第二缓冲层的材料为u-gan，所述第二缓冲层的厚度为1.0～2.0μm。
4.根据权利要求1所述的p-gas/n-gan ii型异质结自驱动紫外光探测器，其特征在于，所述n-gan层的厚度为1.4～2.0μm。
5.根据权利要求1所述的p-gas/n-gan ii型异质结自驱动紫外光探测器，其特征在于，所述p-gas层的厚度为300～500nm。
6.根据权利要求1所述的p-gas/n-gan ii型异质结自驱动紫外光探测器，其特征在于，所述衬底层的厚度为420～430μm。
7.根据权利要求1所述的p-gas/n-gan ii型异质结自驱动紫外光探测器，其特征在于，所述第一金属电极和所述第二金属电极分别为ti/au金属层电极，所述ti/au金属层电极包括ti层和au层。
8.根据权利要求7所述的p-gas/n-gan ii型异质结自驱动紫外光探测器，其特征在于，所述ti层和所述au层的厚度分别为80～120nm。
9.一种p-gas/n-gan ii型异质结自驱动紫外光探测器的制备方法，包括以下步骤：
10.权利要求1-9任一项所述的p-gas/n-gan ii型异质结自驱动紫外光探测器的应用，其特征在于，应用于紫外光探测中。
