[0042] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行详细的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0043] 参见图3，所示为本发明一典型实施例中一种基于Ga2O3/TiO2复合悬浮栅的异质结场效应管立体结构示意图，至少包括漏极1、源极2、在衬底6形成至少一异质结构以及设置该异质结构上的Ga2O3/TiO2复合悬浮栅，其中，所述异质结构的界面处形成异质结沟道，优选的，异质结构为AlGaN/GaN异质结沟道，其至少包括GaN层4(优选厚度为100nm)和设置在该GaN层4上的AlGaN 层3，所述AlGaN层3和GaN层4的界面处形成异质结沟道；该异质结沟道内可以形成二维电子气5，优选的，AlGaN厚度为3nm，低于足以产生二维电子气的临界厚度，因此在天然状态下，AlGaN/GaN异质结沟道中不存在二维电子气；二维电子气5受控于Ga2O3/TiO2复合悬浮栅；所述Ga2O3/TiO2复合悬浮栅分布于源极2和漏极1之间，包括TiO2层7(优选厚度为20nm)和设置在该TiO2层7上Ga2O3层8(优选厚度为20nm)；所述源极2和漏极1经所述异质结沟道电连接，其电流大小由所产生的二维电子气5决定。
[0044] 当Ga2O3/TiO2复合悬浮栅受紫外光照射时，在TiO2层7一侧产生空穴，该空穴在异质结沟道中感应出二维电子气5。因此，上述结构中，当无紫外光照射时，异质结沟道中没有二维电子气，因此沟道电阻很大，源漏电流极小，为暗电流。当一定波长的紫外光照射到悬浮栅时，在悬浮栅中会产生电子、空穴对，但由于Ga2O3和TiO2特殊的能带结构，光生空穴会迅速转移至TiO2中，而电子将不会产生流动。因此在TiO2中会有过剩的空穴而带正电，这将在AlGaN/GaN 沟道中感应出二维电子气，使源漏电流增大，构成光电流。
[0045] 上述器件结构的原理和现有技术完全不同，参见图4，所示为Ga2O3/TiO2复合结构的能带示意图，由于Ga2O3的价带顶的位置更低于TiO2，这意味着在有紫外光辐照的时候，Ga2O3中的光生空穴可以流到TiO2一侧，同时由于在 Ga2O3/TiO2的导带底上存在一个尖势垒，造成TiO2中的电子不能向Ga2O3流动，因此，在TiO2一侧会有空穴的积累。又由于TiO2临近AlGaN/GaN异质结，这些积累的空穴将会在异质结沟道中感应出2DEG(二维电子气)，导致器件的源漏电流增大。由于该器件在紫外照射的过程中可以将紫外光激发的空穴和电子迅速分离，可以提高光生载流子寿命，同时可以通过光生空穴瞬时调节异质结沟道中的载流子浓度，提高探测器的分辨率和响应速度，克服现有技术的不足。
[0046] 进一步的，所述源极、漏极与AlGaN/GaN异质结构形成欧姆接触，从而实现源、漏极可通过二维电子气形成电连接。进一步的，所述源极和漏极沿所述异质结沟道轴向间隔设置，所述栅极设于源极和漏极之间。在一些实施方案中，所述源极和漏极可分别设置所述异质结沟道两端处。并且，所述源极和漏极的位置可以互换。
[0047] 在一些较佳实施方案中，AlGaN和GaN之间还设有插入层，用以提高异质结界面的二维电子气的迁移率。
[0048] 其中，所述插入层的材质可以包括AlN等业界习用的材料。
[0049] 在一些较为具体的实施案例中，所述衬底可以选自业界习用的衬底，例如蓝宝石衬底、GaN衬底、SiC衬底等，且不限于此。
[0050] 基于Ga2O3/TiO2复合悬浮栅的AlGaN/GaN场效应管可以通过习见半导体器件加工工艺制成。
[0051] 上述基于Ga2O3/TiO2复合悬浮栅的异质结场效应管可以应用于紫外光探测，为此，本发明还公开了紫外探测器件，采用至少一个基于Ga2O3/TiO2复合悬浮栅的异质结场效应管，该场效应管至少包括漏极1、源极2、在衬底6形成至少一异质结构以及设置该异质结构上的Ga2O3/TiO2复合悬浮栅，其中，所述异质结构的界面处形成异质结沟道，所述异质结沟道内可以形成二维电子气5，所述二维电子气5受控于Ga2O3/TiO2复合悬浮栅；所述Ga2O3/TiO2复合悬浮栅分布于源极2和漏极1之间，包括TiO2层7和设置在该TiO2层7上Ga2O3层8；所述源极2和漏极1经所述异质结沟道电连接，其电流大小由所产生的二维电子气5决定；
[0052] 所述Ga2O3/TiO2复合悬浮栅受紫外光照射时，在TiO2层7一侧产生空穴，该空穴在异质结沟道中感应出二维电子气5导致源极2和漏极1之间的电流变化，该电流变化与紫外光强度相适应。
[0053] 作为进一步的改进方案，多个场效应管形成阵列结构。
[0054] 作为进一步的改进方案，异质结构至少包括GaN层4和设置在该GaN层4 上的AlGaN层3，所述AlGaN层3和GaN层4的界面处形成异质结沟道。
[0055] 与现有紫外探测器相比，本发明基于Ga2O3/TiO2复合悬浮栅的AlGaN/GaN 紫外探测器具有如下优点：(1)所述紫外探测器件无需增加滤光片即可实现日盲紫外光探测。(2)所述紫外探测器件能够分离光生空穴和电子，可以提高光生载流子的寿命，增大光电流。(3)与传统的光电导型紫外探测器相比，本探测器并非直接探测光生载流子产生的电流，而是利用光生载流子感生的2DEG 产生电流的变化。由于2DEG的迁移率远远高于光生载流子，因此电流被放大。
[0056] 参见图5，所示为本发明基于Ga2O3/TiO2复合悬浮栅的异质结场效应管的制备方法的流程框图，至少包括以下步骤：
[0057] 步骤S1：在衬底6上形成至少一异质结构并形成异质结沟道，所述异质结沟道内可以形成二维电子气5；该异质结构至少包括GaN层4和设置在该GaN 层4上的AlGaN层3；所述AlGaN层3的厚度低于足以产生二维电子气5的临界厚度；
[0058] 步骤S2：在AlGaN/GaN异质结构形成TiO2层7，在该TiO2层7上设置Ga2O3层8，形成Ga2O3/TiO2复合悬浮栅结构；
[0059] 步骤S3：制备源极2和漏极1，并使所述源极2与漏极1经异质结沟道电连接，Ga2O3/TiO2复合悬浮栅极分布于源极和漏极之间；
[0060] 步骤S4：利用台面刻蚀形成器件隔离；
[0061] 步骤S5：制作源极、栅极、漏极引线。
[0062] 其中，于衬底主平面上形成至少一AlGaN/GaN异质结构，所述异质结构的界面处为异质结沟道，所述异质结沟道内可以形成二维电子气；
[0063] 在AlGaN/GaN异质结之上形成Ga2O3/TiO2异质结构；
[0064] 利用选区刻蚀方法形成Ga2O3/TiO2复合悬浮栅结构；
[0065] 制作源极及漏极，并使所述源极与漏极经所述异质结沟道电连接，所述栅极分布于源极和漏极之间。
[0066] 进一步的，在所述制备方法中，可以通过MOCVD、MBE、PECVD等业界已知的外延生长方式等于衬底主平面上生长形成所述异质结沟道。
[0067] 进一步的，在所述制备方法中，可以通过ICP、RIE、湿法腐蚀等业界已知的刻蚀方法在AlGaN/GaN异质结上刻蚀出Ga2O3/TiO2复合悬浮栅结构。
[0068] 进一步的，在所述制备方法中，可以通过金属溅射、原子层淀积等方式制作形成前述源极、漏极、栅极等。而这些电极的材质也可以选自业界常用的金属或非金属材料，特别是金属材料，例如Ti/Al/Ni/Au等等。
[0069] 作为进一步的改进方案，所述源极2和漏极1分别与所述AlGaN/GaN异质结构形成欧姆接触。
[0070] 本发明一典型实施例中的一种制备所述基于Ga2O3/TiO2复合悬浮栅的 AlGaN/GaN紫外探测器方法可以包括如下步骤：
[0071] (1)在选定衬底上形成主要由AlGaN/GaN组成的异质结构，其内部分布有异质结沟道。
[0072] (2)形成Ga2O3/TiO2复合结构。
[0073] (3)选区刻蚀形成Ga2O3/TiO2复合悬浮栅极。
[0074] (4)形成源极和漏极。
[0075] (5)利用台面刻蚀形成器件隔离。
[0076] (6)制作源极、栅极、漏极引线。
[0077] 在一种优选实施方式中，为了进一步增加紫外探测器件的受光面积，本发明进一步提出一种基于Ga2O3/TiO2纳米鳍条悬浮栅电极的异质结场效应管，参见图6所示，Ga2O3层形成鳍状阵列，也即Ga2O3层由多个相间Ga2O3鳍条组成，多个Ga2O3鳍条均设置在TiO2层上；复合纳米鳍条悬浮栅极分布于源极和漏极之间。该技术方案中，由于Ga2O3层形成鳍状阵列结构，悬浮栅可以三面受光，进一步增加受光面积，从而提高紫外探测的灵敏度。需要指出的是，图6中其余部分结构均与图3相同，其结构和原理参见上述内容，在此不再赘述。
[0078] 进一步的，上述基于Ga2O3/TiO2纳米鳍条悬浮栅电极的异质结场效应管器件的制备方法，可以包括如下步骤：
[0079] (1)在选定衬底上形成主要由AlGaN/GaN组成的异质结构，其内部分布有异质结沟道。
[0080] (2)形成Ga2O3/TiO2复合结构。
[0081] (3)选区刻蚀形成Ga2O3/TiO2复合纳米鳍条悬浮栅极。
[0082] (4)形成源极和漏极。
[0083] (5)利用台面刻蚀形成器件隔离。
[0084] (6)制作源极、栅极、漏极引线。
[0085] 采用上述基于Ga2O3/TiO2纳米鳍条悬浮栅电极的异质结场效应管，本发明还公开了一种紫外探测器件，采用至少一个基于Ga2O3/TiO2纳米鳍条悬浮栅电极的异质结场效应管，该场效应管至少包括漏极1、源极2、在衬底6形成至少一异质结构以及设置该异质结构上的Ga2O3/TiO2复合悬浮栅，其中，所述异质结构的界面处形成异质结沟道，所述异质结沟道内可以形成二维电子气5，所述二维电子气5受控于Ga2O3/TiO2复合悬浮栅；所述Ga2O3/TiO2复合悬浮栅分布于源极2和漏极1之间，包括TiO2层7和设置在该TiO2层7上Ga2O3层8；Ga2O3层形成鳍状阵列，鳍状阵列由多个相间Ga2O3鳍条组成；所述源极2和漏极1 经所述异质结沟道电连接，其电流大小由所产生的二维电子气5决定；
[0086] 所述Ga2O3/TiO2复合悬浮栅受紫外光照射时，在TiO2层7一侧产生空穴，该空穴在异质结沟道中感应出二维电子气5导致源极2和漏极1之间的电流变化，该电流变化与紫外光强度相适应。
[0087] 上述技术方案中，由于Ga2O3层形成鳍状阵列结构，悬浮栅可以三面受光，进一步增加受光面积，从而提高紫外探测的灵敏度。
[0088] 本发明不局限于前述的实施例。事实上，还可以有许多利用本发明技术特征的不同类型设计的变化实施形式。例如，在前述实施案例中，在悬浮栅极与漏极之间和源极与悬浮栅极之间的AlGaN/GaN表面还可设置氮化硅钝化层等。
[0089] 需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0090] 应当理解，以上所述仅是本发明的具体实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
