[發(fā)明專利]一種NiO紫外光電探測(cè)器及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011468770.0
• 申請(qǐng)日: 2020-12-15
• 公開（公告）號(hào): CN112582486B
• 公開（公告）日: 2023-09-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊為家;符躍春;王鳳鳴;姚娟;何鑫
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣西大學(xué);五邑大學(xué)
• 主分類號(hào): H01L31/0352
• 分類號(hào): H01L31/0352;H01L31/032;H01L31/0232;H01L31/028;H01L31/0304;H01L31/109;H01L31/18;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 北京科億知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11350
• 代理人: 張鋒

本發(fā)明公開了一種NiO紫外光電探測(cè)器及其制備方法，所述NiO紫外光電探測(cè)器包括由下至上排列的襯底、NiO薄膜、二氧化硅薄膜和金屬電極，所述二氧化硅薄膜上通過光刻腐蝕出若干個(gè)凹槽，每個(gè)凹槽內(nèi)豎直插設(shè)有NiO柱，所述二氧化硅薄膜的上表面涂覆有碳納米管形成碳納米網(wǎng)格，所述NiO柱的周圍和碳納米網(wǎng)格的上表面涂覆AlN納米晶，并在AlN納米晶的表面包覆金屬量子點(diǎn)，所述金屬電極濺射在AlN納米晶的表面。本發(fā)明制備的NiO紫外光電探測(cè)器具有尺寸可控、分布均勻性好、綜合性能優(yōu)良的優(yōu)點(diǎn)；采用無掩膜光刻技術(shù)，可以大幅度節(jié)約成本，相對(duì)于傳統(tǒng)技術(shù)節(jié)省2?10％的成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及紫外光探測(cè)器技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種NiO紫外光電探測(cè)器及其制備方法。

背景技術(shù)

紫外探測(cè)器在導(dǎo)彈預(yù)警、導(dǎo)彈制導(dǎo)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、保密通訊、空間探測(cè)等方面具有非常廣闊的應(yīng)用前景，是當(dāng)前探測(cè)器領(lǐng)域研究的一個(gè)重要方向。

目前，用于制備紫外探測(cè)器的半導(dǎo)體材料主要有GaN、AlN、SiC、金剛石、BN、NiO、ZnO、Ga₂O₃等。GaN、AlN、SiC、金剛石、BN、Ga₂O₃等半導(dǎo)體基紫外探測(cè)器，通常是利用外延的方法制備，工藝復(fù)雜程度高，成本投入非常大，產(chǎn)業(yè)化技術(shù)難關(guān)多，距離商業(yè)化應(yīng)用還有相當(dāng)漫長的道路。因此，低成本、便于產(chǎn)業(yè)化的新型紫外探測(cè)器是人們不懈追求的目標(biāo)。

NiO響應(yīng)度高、探測(cè)范圍廣且化學(xué)穩(wěn)定性好，而且生產(chǎn)成本也較低，是一種制備紫外探測(cè)的理想材料。研究人員開展了大量的研究，并取得了不錯(cuò)的進(jìn)展。有研究人員以NiO納米線為光敏層，制備了紫外探測(cè)器(ZL201410567389.8)。部分研究人員則提出了非極性p-NiO/n-ZnO異質(zhì)結(jié)構(gòu)紫外探測(cè)器(ZL201310038167.2)。進(jìn)一步發(fā)展出了p-NiO/n-ZnO:Al結(jié)構(gòu)紫外探測(cè)器(ZL201611208996.0)。優(yōu)化地，在薄膜器件的基礎(chǔ)上，有人提出利用聚苯乙烯微球?yàn)槟０逯苽溆行蚨嗫譠nO/NiO異質(zhì)結(jié)構(gòu)薄膜(ZL201410653509.6)。然而，NiO基紫外探測(cè)依然有三個(gè)個(gè)問題需要解決：一是異質(zhì)結(jié)構(gòu)中的ZnO需要尋找一種性能更好、更加穩(wěn)定的替代材料；二是NiO納米材料的規(guī)則分布以及制備工藝需要改善，需要朝更加符合工業(yè)化生產(chǎn)的需求發(fā)展；三是NiO紫外探測(cè)器的性能需要進(jìn)一步提升，滿足日益復(fù)雜的應(yīng)用環(huán)境。所以需要尋找一種能夠解決上述問題的紫外探測(cè)器。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于：針對(duì)上述存在的問題，提供一種基于AlN納米晶、碳納米管、金屬量子點(diǎn)協(xié)同增強(qiáng)的NiO紫外光電探測(cè)器，具有尺寸可控、分布均勻性好、綜合性能優(yōu)良的優(yōu)點(diǎn)。

為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種NiO紫外光電探測(cè)器，包括由下至上排列的襯底、NiO薄膜、二氧化硅薄膜和金屬電極，所述二氧化硅薄膜上通過光刻腐蝕出若干個(gè)凹槽，每個(gè)凹槽內(nèi)豎直插設(shè)有NiO柱，所述二氧化硅薄膜的上表面涂覆有碳納米管形成碳納米網(wǎng)格，所述NiO柱的周圍和碳納米網(wǎng)格的上表面涂覆AlN納米晶，并在AlN納米晶的表面包覆金屬量子點(diǎn)，所述金屬電極濺射在AlN納米晶的表面。

進(jìn)一步地，所述NiO柱為正方形的NiO微米柱或NiO納米柱，該NiO柱的邊長為300nm-10μm，高度為500nm-10μm。

進(jìn)一步地，所述AlN納米晶的直徑為2-50nm。

進(jìn)一步地，所述金屬量子點(diǎn)為Au、Pt、Ag，尺寸為0.5-2nm。

一種NiO紫外光電探測(cè)器的制備方法，包括以下步驟：

(1)NiO柱的制備：將NiO噴涂在襯底上形成NiO薄膜，在NiO薄膜的基礎(chǔ)上，采用磁控濺射制備一層二氧化硅薄膜，然后采用無掩膜曝光技術(shù)，在二氧化硅層上確定生長NiO柱的區(qū)域，再采用濕法腐蝕，去除二氧化硅，在NiO薄膜上獲得生長NiO柱的區(qū)域，然后采用氣相外延的方法在NiO薄膜上獲得生長NiO柱；