[發明專利]一種響應增強型ZnO基光電導探測器及其制備方法有效

申請號：	201310211921.8	申請日：	2013-05-31
公開（公告）號：	CN103346171A	公開（公告）日：	2013-10-09
發明（設計）人：	張景文;宋繼東;李高明;李群;孟鸝;侯洵	申請（專利權）人：	西安交通大學
主分類號：	H01L31/0224	分類號：	H01L31/0224;H01L31/18
代理公司：	西安通大專利代理有限責任公司 61200	代理人：	蔡和平
地址：	710049 ***	國省代碼：	陜西;61
權利要求書：	查看更多	說明書：	查看更多
摘要：
搜索關鍵詞：	一種響應增強 zno 電導探測器及其制備方法
鉆瓜網技術展會專利詞庫專利權人專利榜在售專利公布日期熱門專利

【說明書】：

技術領域

本發明屬于寬帶隙半導體紫外探測器領域，具體涉及到一種響應增強型ZnO基光電導探測器及其制備方法。

背景技術

紫外探測材料和器件是光電子領域正在迅猛發展的一個研究方向。目前實用的紫外探測器仍然是以第一代的光電倍增管和第二代的硅基紫外光電二極管為主，但是前者需要在高電壓驅動下工作，而且效率低、成本高、易損壞且體積笨重；后者則需要附帶昂貴的濾波組件，對于實際應用都有一定的局限性。近二十年來，以GaN、SiC和ZnO為代表的第三代寬禁帶半導體技術發展迅速，基于這些材料的新一代全固態紫外探測器件已成為研發重點。相比于第一代和第二代紫外探測器，基于寬帶隙半導體的紫外探測器具有體積小、工作穩定、功耗低、壽命長、結構簡單等優勢，其發展前景非常廣闊。其中，光電導型探測器由于內光電增益高、易于制備和集成而被廣泛研究。

但是，在通向實用化的道路上，光電導型寬帶隙半導體紫外探測器還存在光響應度較低的缺點，因為在絕大多數應用場合，待探測的紫外信號多是非常微弱，這就要求探測器擁有高的光探測率。近幾年迅速發展起來的新興學科——表面等離子激元納米光子學，為大幅提高光電子器件效率提供了新的途徑。在特定波長的光作用下，金屬納米顆粒/電介質之間的表面等離激元與有源介質會產生很強烈的表面等離子體共振（Surface?Plasmon?Resonance，SPR）吸收作用，為有效提高寬帶隙半導體紫外探測器及其焦平面紫外成像器件像素單元的光響應度提供了可能。

發明內容

本發明的目的在于提供一種響應增強型ZnO基光電導探測器及其制備方法，該光電導探測器能夠提高光響應度，制備方法簡單。

為了達到上述目的，本發明采用的響應增強型ZnO基光電導探測器，包括襯底以及設置在襯底上的ZnO薄膜，ZnO薄膜上旋涂有Ag納米顆粒，在Ag納米顆粒上還沉積有叉指狀Al電極，且部分Ag納米顆粒暴露在叉指狀Al電極相鄰叉指之間。

所述的ZnO薄膜的厚度為100～500nm，所述的叉指狀Al電極的高度為50～200nm。

一種制備該響應增強型ZnO基光電導探測器的方法，包括以下步驟：

1）采用RF磁控濺射方法在干凈的襯底上生長ZnO薄膜；

2）在生長的ZnO薄膜表面上均勻旋涂一層Ag納米顆粒；

3）以叉指狀電極掩模板為模板，采用光刻、蒸鍍金屬和剝離工藝在步驟2）形成的Ag納米顆粒表面上沉積叉指狀Al電極，即得響應增強型ZnO基光電導探測器。

所述的步驟1）采用RF磁控濺射方法在干凈的襯底上生長ZnO薄膜的方法為：將襯底清洗干凈，然后放入磁控濺射系統，將真空室的真空度抽至8×10^-4Pa以下，同時將襯底加熱至200～400℃，再通入氬氣和氧氣，使真空室的壓強為0.8～1.2Pa，然后以ZnO為靶材開始生長ZnO薄膜。

將直徑為50～150nm的Ag納米顆粒分散在去離子水中，得到Ag納米顆粒分散液；采用旋涂機將Ag納米顆粒分散液涂敷在步驟1）生長的ZnO薄膜表面，然后烘烤晾干；其中，每毫升Ag納米顆粒分散液中含有5～20mg的Ag納米顆粒。

一種響應增強型ZnO基光電導探測器，包括襯底以及設置在襯底上的ZnO薄膜，ZnO薄膜上沉積有叉指狀Al電極，在叉指狀Al電極的相鄰叉指之間填充有Ag納米顆粒。

所述的ZnO薄膜的厚度為100～500nm，所述的叉指狀Al電極的高度為50～200nm。