本文使用金属有机物化学气相沉积(MOCVD)法在不同切割角的c面蓝宝石衬底上外延氧化镓(β-Ga2O3)单晶薄膜, 揭示了衬底切割角对外延薄膜晶体质量的影响规律。研究表明, 当衬底切割角为6°时, β-Ga2O3外延膜具有较小的X射线摇摆曲线半峰全宽(1.10°)和最小的表面粗糙度(7.7 nm)。在此基础上, 采用光刻、显影、电子束蒸发及剥离工艺制备了金属-半导体-金属结构的日盲紫外光电探测器, 器件的光暗电流比为6.2×106, 248 nm处的峰值响应度为87.12 A/W, 比探测率为3.5×1015 Jones, 带外抑制比为2.36×104, 响应时间为226.2 μs。

为了提高Ga2O3 基日盲紫外探测器的性能，本文使用分子束外延方法对β-Ga2O3 薄膜进行Sn 掺杂，并制备成MSM 型日盲紫外探测器。结果表明，Sn 掺杂可以改变薄膜晶体结构，使氧化镓薄膜由单晶向多晶相转变。同时，Sn掺杂紫外探测器的光电流和响应度相比于未掺杂器件产生了较大的提升，在254 nm、42 μW/cm2 紫外光照下，Sn 源温度900 ℃制备的薄膜探测器响应度为444.51 A/W，远高于未掺杂器件。此外，器件的-3 dB 截止波长从252 nm 调整到274 nm，表明Sn 掺杂可以有效调控紫外响应的波长。Sn 掺杂也会引入杂质能级，导致器件时间响应特性变差。