[發(fā)明專利]pn結(jié)MgxZn1－xO薄膜日盲區(qū)紫外探測器件

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810050783.9
• 申請日: 2008-06-04
• 公開（公告）號: CN101286535A
• 公開（公告）日: 2008-10-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉全生;張希艷;柏朝暉;王曉春;盧利平;米曉云;王能利
• 申請（專利權(quán)）人: 長春理工大學(xué)
• 主分類號: H01L31/103
• 分類號: H01L31/103
• 代理公司: 長春科宇專利代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 曲博

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種采用II-VI族寬帶隙半導(dǎo)體光電功能材料Mg_xZn_1-xO薄膜制作的日盲區(qū)紫外探測器件，屬于光電探測技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

日盲區(qū)(200～300nm)紫外探測避開了太陽這一最強大的自然光源造成的復(fù)雜的背景干擾，虛假信號少，能夠?qū)崿F(xiàn)更為精確的紫外探測，應(yīng)用于導(dǎo)彈尾焰探測、紫外告警、化學(xué)火焰探測等領(lǐng)域。

Mg_xZn_1-xO薄膜作為一種半導(dǎo)體光電功能材料能將極微弱的紫外輻射轉(zhuǎn)換成電信號，Mg_xZn_1-xO隨著Mg組分含量的變化，其帶隙在3.3～7.8eV之間連續(xù)變化，對應(yīng)的波長范圍覆蓋日盲區(qū)，能夠?qū)崿F(xiàn)日盲區(qū)紫外光電轉(zhuǎn)換，被用作日盲區(qū)紫外探測裝置中的光電轉(zhuǎn)換器件。專利號為US?7,132,668B2的一篇題為“基于MgZnO的紫外探測器件”的專利文獻公開了一種方案，見圖1所示，所述的紫外探測器件由襯底1、緩沖層2、Mg_xZn_1-xO薄膜3以及兩個電極4組成，緩沖層2介于襯底1和Mg_xZn_1-xO薄膜3之間，兩個電極4相離附著于Mg_xZn_1-xO薄膜3上表面。其襯底1采用c-Al₂O₃，為了使襯底1與Mg_xZn_1-xO薄膜3晶格匹配，在其間生長緩沖層2，兩個電極4為叉指狀。該方案Mg_xZn_1-xO薄膜3采用Mg_0.34Zn_0.66O薄膜，膜厚為0.1～1.0μm，紫外響應(yīng)波段150～400nm，用0.1μW、308nm紫外光照射，在加于兩個電極4之間的偏壓為5V的條件下，暗電流約為40nA，光譜響應(yīng)度高達1200A/W。

在臺灣中華大學(xué)網(wǎng)站(http://www.mee.chu.edu.tw/)上發(fā)表了一篇題為“ZnO系列發(fā)光二極管的發(fā)光特性”的文章，在其制作的發(fā)光二極管的方案中采用了pn結(jié)Mg_xZn_1-xO薄膜。通常的Mg_xZn_1-xO為n型，當摻入氮等雜質(zhì)，則為p型，在n型Mg_xZn_1-xO薄膜與p型Mg_xZn_1-xO薄膜之間形成pn結(jié)，構(gòu)成一個pn結(jié)Mg_xZn_1-xO薄膜。由于pn結(jié)具有雪崩效應(yīng)，當為pn結(jié)Mg_xZn_1-xO薄膜提供較小的電流，就可以獲得較強的發(fā)光。該方案利用的是Mg_xZn_1-xO薄膜的電光轉(zhuǎn)換功能。

發(fā)明內(nèi)容

已知技術(shù)采用Mg_xZn_1-xO薄膜作為紫外探測器件，尤其采用了叉指狀電極，明顯提高了150～400nm紫外探測的光譜響應(yīng)度。已知技術(shù)中的pn結(jié)Mg_xZn_1-xO薄膜雖然轉(zhuǎn)換效率大幅度提高，但是，該方案利用的是Mg_xZn_1-xO薄膜的電光轉(zhuǎn)換功能。為了進一步提高以Mg_xZn_1-xO薄膜為光電轉(zhuǎn)換器件的紫外探測裝置的探測精確性，或者說進一步提高Mg_xZn_1-xO薄膜光電轉(zhuǎn)換器件的光譜響應(yīng)度，以及使得pn結(jié)Mg_xZn_1-xO薄膜的具有雪崩效應(yīng)的光電轉(zhuǎn)換功能得以在紫外探測領(lǐng)域應(yīng)用，我們發(fā)明了一種pn結(jié)Mg_xZn_1-xO薄膜日盲區(qū)紫外探測器件。