[發(fā)明專利]一種紫外探測器及其制作方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710779638.3
• 申請日: 2017-09-01
• 公開（公告）號: CN107579126B
• 公開（公告）日: 2019-04-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳星;劉可為;李炳輝;張振中;申德振
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機械與物理研究所
• 主分類號: H01L31/0296
• 分類號: H01L31/0296;H01L31/101;H01L31/18
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 王寶筠

本發(fā)明公開了一種紫外探測器及其制作方法，所述制作方法包括：提供一襯底；在所述襯底表面形成氧化鋅層；對所述氧化鋅層的表面進(jìn)行氟修飾處理，使得所述氧化鋅層具有含氟的官能團；在所述氧化鋅層的表面形成預(yù)設(shè)圖形結(jié)構(gòu)的電極，所述電極表面具有In粒；其中，所述官能團用于增加對氧氣的吸附量以及吸附速率。本發(fā)明技術(shù)方案可以同時優(yōu)化紫外探測器的響應(yīng)度、暗電流以及響應(yīng)時間這三個特性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件技術(shù)領(lǐng)域，更具體的說，涉及一種紫外探測器及其制作方法。

背景技術(shù)

紫外探測技術(shù)可用于軍事通信、導(dǎo)彈尾焰探測、火災(zāi)預(yù)警、環(huán)境監(jiān)測、生物效應(yīng)等方面，無論在軍事上還是在民用上都有廣泛的應(yīng)用。目前，己投入商用的紫外探測器主要有硅探測器、光電倍增管和半導(dǎo)體探測器。硅基紫外光電管需要附帶濾光片，光電倍增管則需要在高電壓下工作，而且體積笨重、效率低、易損壞且成本較高，對于實際應(yīng)用有一定的局限性。相對硅探測器和光電倍增管來說，由于半導(dǎo)體材料具有攜帶方便、造價低、響應(yīng)度高等優(yōu)點而備受關(guān)注。

目前研究較多的半導(dǎo)體材料主要有III-V族的合金AlGaN和II-VI族的合金MgZnO。目前報道的GaN通過摻入鋁可以把能帶調(diào)寬到日盲區(qū)，并制作成MSM(金屬-半導(dǎo)體-金屬)和p-n等結(jié)構(gòu)的探測器。但是AlGaN的生長溫度高，而且高鋁組份的合金結(jié)晶質(zhì)量差。ZnO作為另外一種寬禁帶半導(dǎo)體，具有強的抗輻射能力、高的電子飽和漂移速度、匹配的單晶襯底、容易合成、無毒無害、資源豐富和環(huán)境友好等優(yōu)勢，是制備寬禁帶紫外探測器的候選材料之一。

對于紫外探測器而言最重要的三個參數(shù)就是器件的響應(yīng)度，暗電流和響應(yīng)時間。響應(yīng)度和暗電流決定了器件的靈敏度和對弱信號的探測能力，響應(yīng)度越高越好，暗電流越低越好。響應(yīng)時間則決定了器件對于信號的快速甄別能力，在紫外告警和紫外通訊領(lǐng)域?qū)τ陧憫?yīng)時間的要求較高，響應(yīng)時間越快越好。對于實用化的紫外探測器件而言，需要具有良好的綜合性能。要實現(xiàn)這一目標(biāo)，除了提高薄膜的質(zhì)量之外，對器件的后處理和修飾方法也是至關(guān)重要的。目前的修飾方法，一般很難同時優(yōu)化這三個重要參數(shù)。尤其是對于器件的響應(yīng)時間，很難進(jìn)一步提高，同時很可能伴隨器件響應(yīng)度的降低。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問題，本發(fā)明技術(shù)方案提供了一種紫外探測器及其制作方法，提高了紫外探測器的響應(yīng)度，降低了暗電流以及響應(yīng)時間。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種紫外探測器的制作方法，所述制作方法包括：

提供一襯底；

在所述襯底表面形成氧化鋅層；

對所述氧化鋅層的表面進(jìn)行氟修飾處理，使得所述氧化鋅層具有含氟的官能團；

在所述氧化鋅層的表面形成預(yù)設(shè)圖形結(jié)構(gòu)的電極，所述電極表面具有In粒；

其中，所述官能團用于增加對氧氣的吸附量以及吸附速率。

優(yōu)選的，在上述制作方法中，所述在所述襯底表面形成氧化鋅層包括：

通過分子束外延工藝、或金屬有機化合物化學(xué)氣相沉積工藝、或磁控濺射工藝形成所述氧化鋅層。

優(yōu)選的，在上述制作方法中，所述對所述氧化鋅層進(jìn)行氟修飾處理包括：

將所述氧化鋅層浸沒在含氟的溶液中預(yù)設(shè)時間，以形成所述官能團；

通過去離子水清洗后，進(jìn)行干燥處理。

優(yōu)選的，在上述制作方法中，所述預(yù)設(shè)時間為0.01s-24h；

所述溶液中氟的濃度為1*10^-6mol/L-10mol/L，包括端點值。