蓝紫光探测器及其制备方法与流程

本发明涉及一种蓝紫光探测器及其制备方法。

背景技术：

对低于455nm的波长具有高响应性的半导体蓝紫光探测器在许多应用中都是非常重要的，例如污染物监测、火焰监控、医疗设备等。根据实现光电探测的半导体异质结类型，半导体蓝光探测器大致可分为光电导型探测器、pn结型探测器以及肖特基势垒型探测器三类。

光电导型探测器的基本结构是由一块半导体材料和两端欧姆接触电极构成，光电导型光电探测器具有结构简单、工艺简化和内部增益高等优点，但响应速度慢，暗电流高，热噪声大等问题也是此种探测器所无法避免的技术缺点。

pn结型探测器的核心传感层是由p型半导体和n型半导体构成的pn结，当适当频率的光照射探测器的pn异质结区时，光生载流子在pn结区内建电场的作用下在外电路形成光电流，从而实现光电探测功能。由于此种探测器需要同时实现半导体材料的p型以及n型掺杂，因此外延生长技术难度较高。具体应用中，pn结型探测器要工作在反偏状态以消除暗电流，其响应速度和量子效率都受到p型掺杂的半导体层材料质量的影响。

肖特基势垒探测器可集高的响应度与低的暗电流于一身，具有响应时间短、量子效率高、势垒高度高等优点。但在工艺实现上有一定难度，这是因为光照射半导体时必须通过金属电极入射或者通过透明的衬底入射，因而入射光会有较大的损失，另外金属-半导体接触所形成的结比较浅，主要在半导体表面附近，肖特基受表面态影响较严重，表面态由很多深能级组成，可以加剧光生电子-空穴对的复合，从而降低量子效率，这在很大程度上制约了肖特基器件的发展。

技术实现要素：

基于此，有必要提供一种量子效率较高的蓝紫光探测器。

此外，还提供一种蓝紫光探测器的制备方法。

一种蓝紫光探测器，包括n型砷化镓单晶衬底、硒化锌单晶层和金属层，所述n型砷化镓单晶衬底的一侧溶入镓后形成欧姆接触层，所述硒化锌单晶层和所述金属层依次层叠在所述n型砷化镓单晶衬底远离所述欧姆接触层的一侧上。

在其中一个实施例中，所述金属层的材料为铬铁合金，且在所述金属层中，铬和铁的质量比为2:1～8:1。

在其中一个实施例中，所述金属层的材料为金。

在其中一个实施例中，所述金属层的厚度为8纳米～15纳米。

在其中一个实施例中，所述硒化锌单晶层的厚度为80纳米～1000纳米。

一种蓝紫光探测器的制备方法，包括如下步骤：

将衬底加热除氧处理，以对所述衬底进行预处理，其中，所述衬底为n型砷化镓单晶体；

采用分子束外延的方法在预处理后的所述衬底的一侧上沉积形成硒化锌单晶层；

采用分子束外延的方法在所述硒化锌单晶层上沉积形成金属层；

在所述衬底远离所述硒化锌单晶层的一侧上溶入镓，以使形成欧姆接触层，得到蓝紫光探测器。

在其中一个实施例中，所述将衬底加热除氧处理的步骤具体为：在气压小于2×10^-6pa的真空条件下，将所述衬底加热至580℃～590℃，并在580℃～590℃下保温10分钟～30分钟。

在其中一个实施例中，所所述采用分子束外延的方法在预处理后的所述衬底的一侧上沉积形成硒化锌单晶层的步骤中的工艺参数为：气压小于2×10^-6pa，蒸发源为硒化锌，所述蒸发源的温度为700℃～760℃，所述衬底温度为200℃～240℃，沉积厚度为80纳米～1000纳米。

在其中一个实施例中，所述采用分子束外延的方法在所述硒化锌单晶层上沉积形成金属层的步骤中的工艺参数为：气压小于2×10^-6pa，蒸发源为金属，所述蒸发源的温度为1000℃～1300℃，所述衬底温度为150℃～220℃，沉积厚度为8纳米～15纳米。

在其中一个实施例中，所述蒸发源为铬和铁，所述铬的温度为1000℃～1100℃，所述铁的温度为1000℃～1200℃，所述铬和所述铁同时沉积，所述金属层为铬铁合金，且所述金属层中，所述铬和所述铁的质量比为2:1～8:1。

在其中一个实施例中，在所述衬底远离所述硒化锌单晶层的的一侧上溶入镓的步骤具体为：在100℃～150℃下，将熔融的镓涂覆在所述衬底远离所述硒化锌单晶层的表面上，然后在保护气体的条件下，在150℃～170℃下保温0.1小时～0.2小时，以使所述镓溶入所述衬底中，并使所述衬底溶入有所述镓的一侧的体电阻值为0.1mω～10mω。

上述蓝紫光探测器的n型砷化镓单晶衬底的一侧溶入镓后形成欧姆接触层，硒化锌单晶层和金属层依次层叠在n型砷化镓单晶衬底远离欧姆接触层的一侧上，经实验证明，上述蓝紫光探测器具有较高的量子效率，量子效率在28％以上。

附图说明

图1为一实施方式的蓝紫光探测器的结构示意图；

图2为一实施方式的蓝紫光探测器的制备方法的流程图；

图3为实施例1的蓝紫光探测器在400nm～600nm波段的光下的量子效率图；

图4为实施例7的蓝紫光探测器在400nm～600nm波段的光下的量子效率图；

图5为实施例8的蓝紫光探测器在400nm～600nm波段的光下的量子效率图；

图6为实施例9的蓝紫光探测器在400nm～600nm波段的光下的量子效率图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

如图1所示，一实施方式的蓝紫光探测器100，属于肖特基势垒型探测器，对455纳米以下波段有响应。该蓝紫光探测器100包括n型砷化镓单晶衬底110、硒化锌单晶层120和金属层130。

n型砷化镓单晶衬底110的一侧溶入镓以形成欧姆接触层112。即n型砷化镓单晶体的一侧为镓构造的欧姆接触层112。具体地，欧姆接触层112的体电阻值为0.1mω～10mω；n型砷化镓单晶体为n型砷化镓单晶体(100)。

硒化锌单晶层120层叠在n型砷化镓单晶衬底110远离欧姆接触层112的一侧上。硒化锌单晶层120是宽禁带直接带隙半导体(2.7ev)，硒化锌单晶二维薄膜只对455纳米以下的波段有响应，响应幅度在4个数量级，对可见光波段不响应。

硒化锌单晶层120的厚度为80纳米～1000纳米。具体地，硒化锌单晶层120采用分子束外延的方法形成。

金属层130层叠于硒化锌单晶层120远离n型砷化镓单晶衬底110的一侧上。其中，金属层130的材料可以为金属单质或者是金属合金，例如，金、银、铬铁合金等。具体地，金属层130采用分子束外延的方法形成。

具体地，金属层130的材料为铬铁合金或金。当金属层130的材料为铬铁合金时，在金属层130中，铬和铁的质量比为2:1～8:1。铬铁合金具有较高的致密性，能够使探测器更加稳定。且铬铁合金的量子效率比常用的金属异质结都要高，能够使蓝紫光探测器100具有较高的量子效率。而金作为金属层130能够使蓝紫光探测器100在455nm时具有较高的量子效率，量子效率高达50％以上。

其中，金属层130的厚度为8纳米～15纳米。

上述蓝紫光探测器100的n型砷化镓单晶衬底110的一侧溶入镓以形成欧姆接触层112，硒化锌单晶层120和金属层130依次层叠在n型砷化镓单晶衬底110远离欧姆接触层112的一侧上，经实验证明，上述蓝紫光探测器100具有较高的量子效率，量子效率在28％以上。

如图2所示，一实施方式的蓝紫光探测器的制备方法，可用于制备上述蓝紫光探测器，该蓝紫光探测器的制备方法包括如下步骤：

步骤s210：将衬底加热除氧处理，以对衬底进行预处理。

通过预处理去除衬底表面的氧化物，并暴露出砷化镓的平整的单晶表面。

其中，衬底为n型砷化镓单晶体。具体地，n型砷化镓单晶体为n型砷化镓单晶体(100)。

具体地，将衬底加热除氧处理的步骤具体为：在气压小于2×10^-6pa的真空条件下，将衬底加热至580℃～590℃，并在580℃～590℃下保温10分钟～30分钟。

步骤s220：采用分子束外延的方法在预处理后的衬底的一侧上沉积形成硒化锌单晶层。

具体地，采用分子束外延的方法在预处理后的衬底的一侧上沉积形成硒化锌单晶层的步骤中的工艺参数为：气压小于2×10^-6pa，蒸发源为硒化锌，蒸发源的温度为700℃～760℃，衬底温度为200℃～240℃，沉积厚度为80纳米～1000纳米。更具体地，蒸发源为纯度为99.999％的硒化锌。

步骤s230：采用分子束外延的方法在硒化锌单晶层上沉积形成金属层。

在其中一个实施例中，采用分子束外延的方法在硒化锌单晶层上沉积形成金属层的步骤中的工艺参数为：气压小于2×10^-6pa，蒸发源为金属，蒸发源的温度为1000℃～1300℃，衬底温度为150℃～220℃，沉积厚度为8纳米～15纳米。

进一步地，蒸发源为铬和铁，铬的温度为1000℃～1100℃，铁的温度为1000℃～1200℃，铬和铁同时沉积，金属层为铬铁合金，且金属层中，铬和铁的质量比为2:1～8:1。

在另一个实施例中，采用分子束外延的方法在硒化锌单晶层上沉积形成金属层的步骤中的工艺参数为：气压小于2×10^-6pa，蒸发源为金，蒸发源的温度为金的熔点，衬底温度为30℃，沉积厚度为8纳米～15纳米。

通过采用原位生长高致密度的超薄金属层构建肖特基势垒，在超高真空环境中原位蒸镀了一层厚度为8纳米～15纳米的超薄金属合金层，不仅确保了金属层的致密度和连续性，还构建了一个具有较高透光性的肖特基结，降低了光子在穿过金属层时的损耗，提高了整个蓝紫光探测器的量子效率。另外，原位的蒸镀金属层，也最大程度的确保了肖特基结的界面质量，降低了由杂质引起的界面缺陷，从而使得采用上述分子束外延的方法沉积的铬铁合金具有较强的耐腐蚀性和较高的透光率，透光率大于90％。

步骤s240：在衬底远离硒化锌单晶层的一侧上溶入镓，以形成欧姆接触层，得到蓝紫光探测器。

即通过热扩散的方法在衬底远离硒化锌单晶层的一侧上溶入镓以形成欧姆接触层。

具体地，在衬底远离硒化锌单晶层的表面上溶入镓的步骤具体为：在100℃～150℃下，将熔融的镓涂覆在衬底远离硒化锌单晶层的表面上，然后在保护气体的条件下，在150℃～170℃下保温0.1小时～0.2小时，以使镓溶入衬底中，并使衬底溶入有镓的一侧的体电阻值为0.1mω～10mω。更具体地，将熔融的镓涂覆在衬底远离硒化锌单晶层的表面上的方法为旋涂。

具体地，在衬底远离硒化锌单晶层的表面上溶入镓的步骤之后，还包括清除没有溶入衬底内的镓的步骤。具体地，清除没有溶入衬底内的镓的步骤为：用无尘纸擦拭没有融入衬底的多余镓金属残留。

进一步地，在所述衬底远离硒化锌单晶层的表面上溶入镓的步骤之后，还包括在衬底远离硒化锌单晶层的一面上粘附聚光膜的步骤。具体地，粘附聚光膜的步骤在清除没有溶入衬底内的镓的步骤之后。

由于znse的熔点(1526℃)远高于普通材料，而硬度不高，这使得znse晶体中很容易存在应力，从而引起缺陷的产生，且znse的导热率较低，在生长中会很容易形成缺陷，这使得高质量znse晶体制备比较困难，直接影响了znse材料的应用；同时，由于光照射半导体时必须通过金属电极入射或者通过透明的衬底入射，因而入射光会有较大的损失，且金属-半导体接触所形成的结比较浅，主要在半导体表面附近，肖特基受表面态影响较严重，表面态由很多深能级组成，会加剧光生电子-空穴对的复合，而降低量子效率，而上述蓝紫光探测器的制备方法通过采用与znse晶格结构高度匹配的gaas晶圆作为基底进行肖特基探测器的外延生长(znse与gaas的晶格失配度仅为0.2％)，以在gaas晶圆上实现高质量znse薄膜的外延生长，从根本上避免由于晶格缺陷带来的深能级电子-空穴复合中心，实验证明，利用gaas外延生长znse并未有观察到由于表面态以及缺陷带来的带间能级，确保了其高品质的光电转换效率；另外，采用原位生长高致密度的超薄金属层构建肖特基势垒，能够获得厚度较薄的金属层，不仅能够使金属层具有较高的致密度和连续性，还能够构建具有较高透光性的肖特基结，降低了光子在穿过金属层时的损耗，提高了整个器件的量子效率；同时，采用分子束外延的方法原位的蒸镀金属层，也最大程度地确保了肖特基结的界面质量，降低了由杂质引起的界面缺陷，进一步提高了制备得到蓝紫光探测器的量子效率。即在避免蓝紫光探测器本身在透光性的缺陷的同时避免其界面质量方面的缺陷来提高蓝紫光探测器的量子效率。

以下为实施例部分(以下实施例如无特殊说明，则不含有除不可避免的杂质以外的其它未明确指出的组分。)：

实施例1

本实施例的蓝紫光探测器的制备过程如下：

(1)将衬底放入分子束外延系统中，在气压小于2×10^-6pa的真空条件下，将衬底加热至580℃，并在580℃下保温20min，以对衬底进行预处理，去除衬底表面上的氧化物，其中，衬底为n型砷化镓单晶体(100)。

(2)在分子束外延系统中，将纯度为99.999％的硒化锌放置在pbn材质的坩埚中，将坩埚放置在热蒸发源内，在气压小于2×10^-6pa的条件下，将硒化锌加热至760℃，衬底加热至240℃，以使硒化锌沉积在衬底上，沉积形成厚度为200纳米的硒化锌单晶层。

(3)在分子束外延系统中，且在气压小于2×10^-6pa的条件下，将衬底温度降低至180℃，同时加热铬源和铁源，并使铬源加热至1100℃，铁源加热至1200℃，以使铬和铁沉积在硒化锌单晶层上，形成厚度为10纳米、材质为铬铁合金的金属层，且金属层中，铬和铁的质量比为4:1。

(4)将步骤(3)中得到的样品从分子束外延系统中取出，在120℃下，将熔融的镓采用旋涂在衬底远离硒化锌单晶层的表面上，然后在氮气中150℃保温0.1小时，以使镓溶入衬底中形成欧姆接触层，用无尘纸擦拭没有融入衬底的多余镓金属残留，此时，测量衬底远离硒化锌单晶层的一侧的体电阻值为5mω，得到蓝紫光探测器。

金属层的透光率测试：由于砷化镓和硒化锌材料是不透光的，用分子束外延系统在相同的实验条件下在透明的氧化铝基片上生长出一层与本实施例的蓝光探测器相同厚度的金属层，并使用perkinelmer公司lambda系列紫外/可见/近红外分光光度计直接测量出金属层对不同波段光对应的透光率t，见表1。

稳定性测试：通过对比放置前后的蓝紫光探测器在400nm～455nm波段的光下的平均量子效率来判断蓝紫光探测器的稳定性，其中，用newport公司的818-uv光功率探测器测量探照在样品台上不同波段的光功率p，将光探测器放置在光学平台的样品台上，将金属层朝上。利用keithley2400探测器测量不同波段光照条件下，本实施例的蓝紫光探测器的光电流值i和不开灯源情况下的暗电流id，并根据如下式子计算得出不同波段蓝紫光探测器的量子效率η：

得到本实施例的蓝紫光探测器放置前在400nm～455nm波段的平均量子效率，以及本实施例的蓝紫光探测器放置前在400nm～600nm波段的光下的量子效率如图3，从图3中可以看出，该型蓝紫光探测器在对400nm～455nm的光表现出良好的响应度，量子效率稳定(在30％左右)，而对455nm以上的光谱波段则基本不响应，因此，达到了对蓝紫光的有效探测。

然后，将本实施例的蓝紫光探测器放置在温度为27℃、相对湿度为60％的大气环境30天，并测试放置后的蓝紫光探测器在400nm～455nm波段的光下的平均量子效率。

实施例2

本实施例的蓝紫光探测器的制备过程如下：

(1)将衬底放入分子束外延系统中，在气压小于2×10-⁶pa的真空条件下，将衬底加热至580℃，并在580℃下保温20min，以对衬底进行预处理，去除衬底表面上的氧化物，其中，衬底为n型砷化镓单晶体(100)。

(2)在分子束外延系统中，将纯度为99.999％的硒化锌放置在pbn材质的坩埚中，将坩埚放置在热蒸发源内，在气压小于2×10^-6pa的条件下，将硒化锌加热至700℃，衬底加热至200℃，以使硒化锌沉积在衬底上，沉积形成厚度为100纳米的硒化锌单晶层。

(3)在分子束外延系统中，且在气压小于2×10^-6pa的条件下，将衬底温度降低至150℃，同时加热铬源和铁源，并使铬源加热至1000℃，铁源加热至1000℃，以使铬和铁沉积在硒化锌单晶层上，形成厚度为15纳米、材质为铬铁合金的金属层，且金属层中，铬和铁的质量比为3:1。

(4)将步骤(3)中得到的样品从分子束外延系统中取出，在100℃下，将熔融的镓采用旋涂在衬底远离硒化锌单晶层的表面上，然后在氮气中170℃保温0.2小时，以使镓溶入衬底中形成欧姆接触层，清除多余的镓，此时，测量衬底远离硒化锌单晶层的一侧的体电阻值为0.1mω，得到蓝紫光探测器。

本实施例得到的蓝紫光探测器具有与实施例1相类似的光电响应图谱，因此，不再赘述。

采用实施例1相同的测试方法得到本实施例的蓝紫光探测器的金属层的透光率、蓝紫光探测器放置前和放置后在400nm～455nm波段的光下的平均量子效率，见表1。

实施例3

本实施例的蓝紫光探测器的制备过程如下：

(1)将衬底放入分子束外延系统中，在气压小于2×10^-6pa的真空条件下，将衬底加热至590℃，并在590℃下保10min，以对衬底进行预处理，去除衬底表面上的氧化物，其中，衬底为n型砷化镓单晶体(100)。

(2)在分子束外延系统中，将纯度为99.999％的硒化锌放置在pbn材质的坩埚中，将坩埚放置在热蒸发源内，在气压小于2×10^-6pa的条件下，将硒化锌加热至720℃，衬底加热至220℃，以使硒化锌沉积在衬底上，沉积形成厚度为400纳米的硒化锌单晶层。

(3)在分子束外延系统中，且在气压小于2×10^-6pa的条件下，将衬底温度降低至180℃，同时加热铬源和铁源，并使铬源加热至1100℃，铁源加热至1200℃，以使铬和铁沉积在硒化锌单晶层上，形成厚度为8纳米、材质为铬铁合金的金属层，且金属层中，铬和铁的质量比为5:1。

(4)将步骤(3)中得到的样品从分子束外延系统中取出，在150℃下，将熔融的镓采用旋涂在衬底远离硒化锌单晶层的表面上，然后在氮气中160℃保温0.1小时，以使镓溶入衬底中形成欧姆接触层，用无尘纸擦拭没有融入衬底的多余镓金属残留，此时，测量衬底远离硒化锌单晶层的一侧的体电阻值为10mω，得到蓝紫光探测器。

本实施例得到的蓝紫光探测器具有与实施例1相类似的光电响应图谱，因此，不再赘述。

采用实施例1相同的测试方法得到本实施例的蓝紫光探测器的金属层的透光率、蓝紫光探测器放置前和放置后在400nm～455nm波段的光下的平均量子效率，见表1。

实施例4

本实施例的蓝紫光探测器的制备过程如下：

(1)将衬底放入分子束外延系统中，在气压小于2×10^-6pa的真空条件下，将衬底加热至580℃，并在580℃下保30min，以对衬底进行预处理，去除衬底表面上的氧化物，其中，衬底为n型砷化镓单晶体(100)。

(2)在分子束外延系统中，将纯度为99.999％的硒化锌放置在pbn材质的坩埚中，将坩埚放置在热蒸发源内，在气压小于2×10^-6pa的条件下，将硒化锌加热至750℃，衬底加热至240℃，以使硒化锌沉积在衬底上，沉积形成厚度为1000纳米的硒化锌单晶层。

(3)在分子束外延系统中，且在气压小于2×10^-6pa的条件下，将衬底温度降低至180℃，同时加热铬源和铁源，并使铬源加热至1000℃，铁源加热至1200℃，以使铬和铁沉积在硒化锌单晶层上，形成厚度为8纳米、材质为铬铁合金的金属层，且金属层中，铬和铁的质量比为2:1。

(4)将步骤(3)中得到的样品从分子束外延系统中取出，在110℃下，将熔融的镓采用旋涂在衬底远离硒化锌单晶层的表面上，然后在氮气中150℃保温0.2小时，以使镓溶入衬底中形成欧姆接触层，用无尘纸擦拭没有融入衬底的多余镓金属残留，此时，测量衬底远离硒化锌单晶层的一侧的体电阻值为1mω，得到蓝紫光探测器。

本实施例得到的蓝紫光探测器具有与实施例1相类似的光电响应图谱，因此，不再赘述。

采用实施例1相同的测试方法得到本实施例的蓝紫光探测器的金属层的透光率、蓝紫光探测器放置前和放置后在400nm～455nm波段的光下的平均量子效率，见表1。

实施例5

本实施例的蓝紫光探测器的制备过程如下：

(1)将衬底放入分子束外延系统中，在气压小于2×10^-6pa的真空条件下，将衬底加热至580℃，并在580℃下保15min，以对衬底进行预处理，去除衬底表面上的氧化物，其中，衬底为n型砷化镓单晶体(100)。

(2)在分子束外延系统中，将纯度为99.999％的硒化锌放置在pbn材质的坩埚中，将坩埚放置在热蒸发源内，在气压小于2×10^-6pa的条件下，将硒化锌加热至700℃，衬底加热至240℃，以使硒化锌沉积在衬底上，沉积形成厚度为80纳米的硒化锌单晶层。

(3)在分子束外延系统中，且在气压小于2×10^-6pa的条件下，将衬底温度降低至180℃，同时加热铬源和铁源，并使铬源加热至1100℃，铁源加热至1300℃，以使铬和铁沉积在硒化锌单晶层上，形成厚度为8纳米、材质为铬铁合金的金属层，且金属层中，铬和铁的质量比为8:1。

(4)将步骤(3)中得到的样品从分子束外延系统中取出，在130℃下，将熔融的镓采用旋涂在衬底远离硒化锌单晶层的表面上，然后在氮气中150℃保温0.1小时，以使镓溶入衬底中形成欧姆接触层，用无尘纸擦拭没有融入衬底的多余镓金属残留，此时，测量衬底远离硒化锌单晶层的一侧的体电阻值为3mω，得到蓝紫光探测器。

本实施例得到的蓝紫光探测器具有与实施例1相类似的光电响应图谱，因此，不再赘述。

采用实施例1相同的测试方法得到本实施例的蓝紫光探测器的金属层的透光率、蓝紫光探测器放置前和放置后在400nm～455nm波段的光下的平均量子效率，见表1。

实施例6

本实施例的蓝紫光探测器的制备过程如下：

(1)将衬底放入分子束外延系统中，在气压小于2×10^-6pa的真空条件下，将衬底加热至580℃，并在580℃下保25min，以对衬底进行预处理，去除衬底表面上的氧化物，其中，衬底为n型砷化镓单晶体(100)。

(2)在分子束外延系统中，将纯度为99.999％的硒化锌放置在pbn材质的坩埚中，将坩埚放置在热蒸发源内，在气压小于2×10^-6pa的条件下，将硒化锌加热至730℃，衬底加热至230℃，以使硒化锌沉积在衬底上，沉积形成厚度为800纳米的硒化锌单晶层。

(3)在分子束外延系统中，且在气压小于2×10^-6pa的条件下，将衬底温度降低至180℃，同时加热铬源和铁源，并使铬源加热至1100℃，铁源加热至1000℃，以使铬和铁沉积在硒化锌单晶层上，形成厚度为8纳米、材质为铬铁合金的金属层，且金属层中，铬和铁的质量比为6:1。

(4)将步骤(3)中得到的样品从分子束外延系统中取出，在140℃下，将熔融的镓采用旋涂在衬底远离硒化锌单晶层的表面上，然后在氮气中150℃保温0.2小时，以使镓溶入衬底中形成欧姆接触层，用无尘纸擦拭没有融入衬底的多余镓金属残留，此时，测量衬底远离硒化锌单晶层的一侧的体电阻值为7mω，得到蓝紫光探测器。

本实施例得到的蓝紫光探测器具有与实施例1相类似的光电响应图谱，因此，不再赘述。

采用实施例1相同的测试方法得到本实施例的蓝紫光探测器的金属层的透光率、蓝紫光探测器放置前和放置后在400nm～455nm波段的光下的平均量子效率，见表1。

实施例7

本实施例的蓝紫光探测器的制备过程如下：

(1)将衬底放入分子束外延系统中，在气压小于2×10^-6pa的真空条件下，将衬底加热至580℃，并在580℃下保温20min，以对衬底进行预处理，去除衬底表面上的氧化物，其中，衬底为n型砷化镓单晶体(100)。

(2)在分子束外延系统中，将纯度为99.999％的硒化锌放置在pbn材质的坩埚中，将坩埚放置在热蒸发源内，在气压小于2×10^-6pa的条件下，将硒化锌加热至760℃，衬底加热至240℃，以使硒化锌沉积在衬底上，沉积形成厚度为150纳米的硒化锌单晶层。

(3)在电子束蒸镀系统中，且在气压小于1×10^-5pa的条件下，将衬底温度降低至30℃，金为电子束蒸发源，并将蒸发源加热至熔点，以使金沉积在硒化锌单晶层上，形成厚度为9纳米、材质为金的金属层。

(4)将步骤(3)中得到的样品从电子束蒸发系统中取出，在120℃下，将熔融的镓采用旋涂在衬底远离硒化锌单晶层的表面上，然后在氮气中150℃保温0.1小时，以使镓溶入衬底中形成欧姆接触层，用无尘纸擦拭没有融入衬底的多余镓金属残留，此时，测量衬底远离硒化锌单晶层的一侧的体电阻值为5mω，得到蓝紫光探测器。

本实施例的蓝紫光探测器在400nm～455nm波段的光下的量子效率见图4，从图4中可以看出该蓝紫光探测器对455nm光波段表现出良好的响应度，量子效率为52％，量子效率随波长减小而迅速减小，400nm处量子效率为25％。对短波段探测能力稍弱。对465nm以上的光谱波段则基本不响应，其平均量子效率达到了28％，达到了对蓝紫光的有效探测。

采用实施例1相同的测试方法得到本实施例的蓝紫光探测器的金属层的透光率、蓝紫光探测器放置前和放置后在400nm～455nm波段的光下的平均量子效率，见表1。

实施例8

本实施例的蓝紫光探测器的制备过程如下：

(1)将衬底放入分子束外延系统中，在气压小于2×10^-6pa的真空条件下，将衬底加热至580℃，并在580℃下保温20min，以对衬底进行预处理，去除衬底表面上的氧化物，其中，衬底为n型砷化镓单晶体(100)。

(2)在分子束外延系统中，将纯度为99.999％的硒化锌放置在pbn材质的坩埚中，将坩埚放置在热蒸发源内，在气压小于2×10^-6pa的条件下，将硒化锌加热至760℃，衬底加热至240℃，以使硒化锌沉积在衬底上，沉积形成厚度为200纳米的硒化锌单晶层。

(3)在分子束外延系统中，且在气压小于2×10^-6pa的条件下，将衬底温度降低至180℃，铁为蒸发源，并将蒸发源加热至1200℃，以使铁沉积在硒化锌单晶层上，形成厚度为10纳米、材质为铁的金属层。

(4)将步骤(3)中得到的样品从分子束外延系统中取出，在120℃下，将熔融的镓采用旋涂在衬底远离硒化锌单晶层的表面上，然后在氮气中150℃保温0.1小时，以使镓溶入衬底中形成欧姆接触层，用无尘纸擦拭没有融入衬底的多余镓金属残留，此时，测量衬底远离硒化锌单晶层的一侧的体电阻值为5mω，得到蓝紫光探测器。

本实施例的蓝紫光探测器在400nm～455nm波段的光下的量子效率见图5，从图5中可以看出该型蓝紫光探测器在对400nm～455nm光表现出良好的响应度，量子效率稳定(约30％)，而对465nm以上的光谱波段则基本不响应，达到了对蓝紫光的有效探测。

采用实施例1相同的测试方法得到本实施例的蓝紫光探测器的金属层的透光率、蓝紫光探测器放置前和放置后在400nm～455nm波段的光下的平均量子效率，见表1。

实施例9

本实施例的蓝紫光探测器的制备过程如下：

(1)将衬底放入分子束外延系统中，在气压小于2×10^-6pa的真空条件下，将衬底加热至580℃，并在580℃下保温20min，以对衬底进行预处理，去除衬底表面上的氧化物，其中，衬底为n型砷化镓单晶体(100)。

(2)在分子束外延系统中，将纯度为99.999％的硒化锌放置在pbn材质的坩埚中，将坩埚放置在热蒸发源内，在气压小于2×10^-6pa的条件下，将硒化锌加热至760℃，衬底加热至240℃，以使硒化锌沉积在衬底上，沉积形成厚度为200纳米的硒化锌单晶层。

(3)在分子束外延系统中，且在气压小于2×10^-6pa的条件下，将衬底温度降低至180℃，铬为蒸发源，并将蒸发源加热至1100℃，以使铬沉积在硒化锌单晶层上，形成厚度为10纳米、材质为铬的金属层。

(4)将步骤(3)中得到的样品从分子束外延系统中取出，在120℃下，将熔融的镓采用旋涂在衬底远离硒化锌单晶层的表面上，然后在氮气中150℃保温0.1小时，以使镓溶入衬底中形成欧姆接触层，用无尘纸擦拭没有融入衬底的多余镓金属残留，此时，测量衬底远离硒化锌单晶层的一侧的体电阻值为5mω，得到蓝紫光探测器。

本实施例的蓝紫光探测器在400nm～455nm波段的光下的量子效率见图6，从图6中可以看出该型蓝紫光探测器对400nm光波段表现出良好的响应度，量子效率为35％，量子效率随波长增大而减小，455nm处量子效率约为27％。对465nm以上的光谱波段则基本不响应，达到了对蓝紫光的有效探测。

采用实施例1相同的测试方法得到本实施例的蓝紫光探测器的金属层的透光率、蓝紫光探测器放置前和放置后在400nm～455nm波段的光下的平均量子效率，见表1。

对比例1

对比例1的蓝紫光探测器的制备过程如下：

(1)将衬底放入分子束外延系统中，在气压小于2×10^-6pa的真空条件下，将衬底加热至580℃，并在580℃下保温20min，以对衬底进行预处理，去除衬底表面上的氧化物，其中，衬底为n型砷化镓单晶体(100)。

(2)在分子束外延系统中，将纯度为99.999％的硒化锌放置在pbn材质的坩埚中，将坩埚放置在热蒸发源内，在气压小于2×10^-6pa的条件下，将硒化锌加热至760℃，衬底加热至240℃，以使硒化锌沉积在衬底上，沉积形成厚度为200纳米的硒化锌单晶层。

(3)将步骤(2)中得到的样品从分子束外延系统中取出，在120℃下，将熔融的镓采用旋涂在衬底远离硒化锌单晶层的表面上，然后在氮气中150℃保温0.1小时，以使镓溶入衬底中形成欧姆接触层，用无尘纸擦拭没有融入衬底的多余镓金属残留，此时，测量衬底远离硒化锌单晶层的一侧的体电阻值为5mω，得到蓝紫光探测器。

采用实施例1相同的测试方法得到对比例1的蓝紫光探测器放置前和放置后在400nm～455nm波段的光下的平均量子效率，见表1。

表1表示的是实施例1～9的蓝紫光探测器的金属层的透光率、实施例1～9和对比例1的蓝紫光探测器放置前和放置后在400nm～455nm波段的光下的平均量子效率。

表1

从表1中可以看出，实施例1～实施例9的蓝紫光探测器的金属层的透光率至少50％，且放置前的蓝紫光探测器在400nm～455nm波段的光下的平均量子效率至少为28％，而对比例1的蓝紫光探测器在400nm～455nm波段的光下却未探测到明显的光电响应。

从表1中还可以看出，实施例1～实施例7和实施例9的蓝紫光探测器放置后在400nm～455nm波段的光下的平均量子效率均没有发生变化，表现出较好的稳定性，虽然实施例8的蓝紫光探测器放置前在400nm～455nm波段的光下的平均量子效率为32％，但是在大气环境放置一段时间以后，量子效率急剧下降，这主要是由于fe薄膜在空气中发生氧化，肖特基势垒被破坏所致。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。