[發明專利]制備太陽盲紫外探測器的方法

無效

• 申請號: 200810051098.8
• 申請日: 2008-08-21
• 公開（公告）號: CN101345272A
• 公開（公告）日: 2009-01-14
• 發明（設計）人: 鞠振剛;張吉英;單崇新;申德振;姚斌;趙東旭;張振中;李炳輝
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18
• 代理公司: 長春菁華專利商標代理事務所
• 代理人: 趙炳仁

技術領域

本發明涉及紫外探測器的制備方法，特別是一種對太陽盲紫外波段有響應的紫外探測器的制備方法。

背景技術

目前紫外探測技術已成為軍民兩用的探測技術，尤其在紫外告警、紫外制導方面有廣泛應用。目前，在制備導彈預警探測器中迫切需要在220nm到280nm波段有響應并且在280nm附近具有吸收邊的材料，MgZnO晶體薄膜作為新興的半導體光電材料，引起人們的極大興趣，理論上可以實現吸收邊從160nm到375nm連續可調，近年來人們在ZnMgO紫外探測器方面進行了許多研究工作，美國馬里蘭大學曾報道立方ZnMgO?MSM結構紫外探測器光響應截止邊為230nm，但在長于230nm和接近280nm之間的MgZnO太陽盲波段探測器國際上還未有報道。這主要是由于帶邊在太陽盲波段(220-280nm)的MgZnO很容易形成結構分相，所以至今還沒有吸收邊和截止邊位于這個波段的MgZnO薄膜和其紫外探測器的報道.尤其是利用金屬有機化學氣相沉積(MOCVD)方法生長立方相MgZnO薄膜還未見報道。

發明內容

本發明的目的是提出一種制備太陽盲紫外探測器的方法，以獲得具有單一立方相的、其吸收邊從220nm到260nm的MgZnO薄膜層的紫外探測器。

本發明提出了一種制備太陽盲紫外探測器的方法，包括以下步驟：采用金屬有機化學氣相沉積(MOCVD)法在藍寶石襯底上制備氧鋅鎂膜層，在該氧鋅鎂膜層上再蒸鍍Au膜層，用濕法刻蝕Au膜層制備出叉指形電極，其特點在于，所述的氧鋅鎂膜層是在以下工藝條件下獲得的具有單一立方相的、其吸收邊從220nm到260nm的MgZnO薄膜：

生長溫度為300℃～500℃，生長室真空度為2×10⁴Pa，載氣為99.9999％高純氮氣，以二茂鎂作為鎂源，二乙基鋅作為鋅源，通過流量控制使生長室中的Zn、Mg摩爾濃度比為Zn/Mg＝0.4～1，氧氣壓力為2.5×10⁵Pa、流量為550ml/min。

本發明利用MOCVD方法制備其截止邊從230到280nm的日盲紫外波段MgZnO探測器的方法，具有以下特點：

1.通過MOCVD方法可以較為容易的制備具有立方相MgZnO合金薄膜，其吸收波段從220nm到260nm，而且不出現分相，具有很好的重復性；

2.采用本發明方法制備的MgZnO探測器，其紫外/可見抑制比大于3個量級，光響應截止邊在230-280nm連續可調，這對于導彈預警具有極高的應用價值。

具體實施方式

通過以下實施例對本發明方法作進一步說明。

實施例1

在MOCVD設備上，采用C面藍寶石為襯底，以二茂鎂作為鎂源，二乙基鋅作為鋅源，載氣為99.9999％高純氮氣，按以下工藝條件制備單一立方相MgZnO薄膜：

襯底溫度為450℃，生長室真空度為2×10⁴Pa，氧氣流量為550ml/min(壓力2.5×10⁵Pa)，通過流量控制使生長室中的Zn、Mg摩爾濃度比為Zn/Mg＝0.4，獲得結構式為Mg_0.7Zn_0.3O的合金薄膜。

在該合金薄膜上再用熱蒸發法蒸鍍Au膜層，以傳統濕法刻蝕工藝刻蝕Au膜層制備出叉指形電極，即制得Mg_0.7Zn_0.3O?MSM結構太陽盲紫外探測器。

通過對該層Mg_0.7Zn_0.3O薄膜進行XRD表征，得到(111)方向的單一衍射峰，并呈現立方結構。利用紫外吸收光譜測量，經過計算，吸收邊為220nm。獲得的太陽盲紫外探測器的光響應截止邊為230nm，其紫外可見比(220nm/400nm)大于3個數量級。

實施例2

在MOCVD設備上，采用C面藍寶石為襯底，以二茂鎂作為鎂源，二乙基鋅作為鋅源，載氣為99.9999％高純氮氣，按以下工藝條件制備單一立方相MgZnO薄膜：

襯底溫度為450℃，生長室真空度為2×10⁴Pa，氧氣流量為550ml/min(壓力2.5×10⁵Pa)，通過流量控制使生長室中的Zn、Mg摩爾濃度比為Zn/Mg＝0.65，獲得結構式為Mg_0.52Zn_0.48O的合金薄膜。