[發明專利]基于高阻ZnO單晶的光電導型X射線探測器及其制備方法

有效

• 申請號: 201410014550.9
• 申請日: 2014-01-13
• 公開（公告）號: CN103794674A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發明（設計）人: 賀永寧;陳亮;趙小龍;劉晗;歐陽曉平
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: H01L31/102
• 分類號: H01L31/102;H01L31/0296;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: 陸萬壽

1.一種基于高阻ZnO單晶的光電導型X射線探測器，其特征在于，包括ZnO單晶基片(1)，ZnO單晶基片(1)的上表面鍍有上電極(7)及環形結構的保護環(6)，上電極(7)位于保護環(6)的中部，保護環(6)與上電極(7)之間設為均勻間隙，ZnO單晶基片(1)的下表面鍍有下電極(8)，上電極(7)及保護環(6)自上到下依次均包括第一Al膜層(3)及第一AZO膜層(2)，下電極(8)自上到下依次包括第二AZO膜層(4)及第二Al膜層(5)。

2.根據權利要求1所述的基于高阻ZnO單晶的光電導型X射線探測器，其特征在于，所述間隙的寬度為150μm。

3.根據權利要求1所述的基于高阻ZnO單晶的光電導型X射線探測器，其特征在于，

所述第一AZO膜層(2)的厚度與第二AZ0膜層(4)的厚度均為30nm；

所述第一Al膜層(3)的厚度與第二Al膜層(5)的厚度均為100nm。

4.一種基于高阻ZnO單晶的光電導型X射線探測器的制備方法，基于權利要求1所述的所述的器件，其特征在于，包括以下步驟：

1)將ZnO單晶基片(1)放置到燒杯中，在超聲環境中依次放置到丙酮、乙醇和去離子水中各10min，然后通過氮氣吹干；

2)將步驟1)得到的ZnO單晶基片(1)進行熱處理，然后在ZnO單晶基片(1)的上表面進行旋轉涂膠、曝光及顯影后，在ZnO單晶基片(1)的上表面采用濺射的方法依次鍍第一AZO膜層(2)及第一Al膜層(3)，得樣品，其中熱處理過程中的溫度為1000～1200℃；

3)將步驟2)得到的樣品進行去膠處理，然后通過濺射的方法在ZnO單晶基片(1)的下表面依次鍍第二AZ0膜層(4)及第二Al膜層(5)，得基于高阻ZnO單晶的光電導型X射線探測器。

5.根據權利要求4所述的基于高阻ZnO單晶的光電導型X射線探測器的制備方法，其特征在于，

步驟2)中對ZnO單晶基片(1)進行熱處理的過程為：將ZnO單晶基片(1)放置到高溫爐中，加熱至1000～1200℃，同時往高溫爐中通入流量40sccm的氬氣及流量為10sccm的氧氣，使高溫爐內的氣壓為900～1100Pa，并保持60min；

步驟2)中在ZnO單晶基片(1)上表面進行旋轉涂膠的處理過程為：采用甩膠機將型號為KMPC?5315的正性光刻膠涂抹在ZnO單晶基片(1)的上表面，其中甩膠機在甩膠的過程中先以轉速為900～1100rpm甩膠15s，然后以轉速為2500～3500rpm甩膠50s；

步驟2)中在ZnO單晶基片(1)的上表面進行曝光及顯影的處理過程為：將旋轉涂膠處理后的ZnO單晶基片(1)放置到紫外光下50～100s，然后采用型號為KMP?PD238-II的正膠顯影液顯影40～50s。

6.根據權利要求4所述的基于高阻ZnO單晶的光電導型X射線探測器的制備方法，其特征在于，步驟2)中采用濺射的方法在ZnO單晶基片(1)上表面鍍第一AZO膜層(2)的具體操作過程為：將ZnO單晶基片(1)放置到真空度大于3.0×10^-4Pa的環境中，然后通入流量為10sccm的Ar氣體，再用AZO陶瓷靶材濺射15min，濺射的氣壓為0.9～1.0Pa，濺射功率為50W。

7.根據權利要求4所述的基于高阻ZnO單晶的光電導型X射線探測器的制備方法，其特征在于，步驟2)中采用濺射的方法在第一AZO膜層(2)上鍍第一Al膜層(3)的具體過程為：將ZnO單晶基片(1)放置到真空度大于3.0×10^-4Pa環境中，然后通入流量為10sccm的Ar氣體，并采用濺射的方法在第一AZO膜層(2)上鍍第一Al膜層(3)，其中，濺射氣壓為1.1～1.2Pa，濺射功率為120W，濺射時間為15min。

8.根據權利要求6所述的基于高阻ZnO單晶的光電導型X射線探測器的制備方法，其特征在于，步驟3)中往ZnO單晶基片(1)的下表面鍍第二AZO膜層(4)的過程與往ZnO單晶基片(1)的上表面鍍第一AZO膜層(2)的過程相同。

9.根據權利要求7所述的基于高阻ZnO單晶的光電導型X射線探測器的制備方法，其特征在于，步驟3)中往ZnO單晶基片(1)的下表面鍍第二Al膜層(5)的過程與往ZnO單晶基片(1)的上表面鍍第一Al膜層(3)的過程相同。