[發明專利]一種紫外探測器及其制備方法

有效

• 申請號: 202110474859.6
• 申請日: 2021-04-29
• 公開（公告）號: CN113066876B
• 公開（公告）日: 2022-12-06
• 發明（設計）人: 劉可為;陳星;申德振
• 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: H01L31/032
• 分類號: H01L31/032;H01L31/18;H01L27/146
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 藏斌

本發明屬于紫外探測器技術領域，尤其涉及一種紫外探測器及其制備方法。本發明提供的紫外探測器包括：襯底；設置于所述襯底表面的像素點陣結構和讀出電路，所述像素點陣結構由多個像素單元構成；和生長在每個所述像素單元上的寬禁帶氧化物膜層，所述寬禁帶氧化物膜層的生長溫度為20～450℃。本發明提供的紫外探測器直接在設置好像素點陣結構和讀出電路的襯底上低溫生長構建寬禁帶氧化物半導體膜層；與傳統的先生長薄膜，再連接讀出電路的方式相比，具有制備簡單，易于控制的特點，具有十分廣闊的市場前景。

技術領域

本發明屬于紫外探測器技術領域，尤其涉及一種紫外探測器及其制備方法。

背景技術

紫外探測技術可用于軍事通信、導彈尾焰探測、火災預警、環境監測、生物效應等方面，無論在軍事上還是在民用上都有廣泛的應用。由于大氣層的強烈吸收，使得太陽輻射中波長低于280nm的紫外線在地表幾乎不存在，這一紫外波段被形象的稱為日盲波段。工作在這一波段的日盲紫外探測器不受太陽輻射的干擾，具有更高的靈敏度，在弱信號探測方面具有突出的優勢。

目前，己投入商用的紫外探測器主要有硅基探測器、光電倍增管和半導體探測器。硅基探測器需要附帶濾光片，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，對于實際應用有一定的局限性。相對硅基探測器和光電倍增管來說，由于半導體材料具有攜帶方便、造價低、響應度高等優點而備受關注。

半導體紫外探測器除了需要半導體薄膜構建的探測單元之外，還需要連接電路讀出單元，其傳統的制備方式是先在設置有像素點陣結構的襯底上生長半導體薄膜，再連接讀出電路；但這種制備方式在進行電路連接時的操作較為復雜，技術門檻高，不易控制。而如果考慮先在襯底上設置像素點陣結構和讀出電路，然后再生長半導體薄膜；這樣雖然可以降低制備的難度，但存在高溫生長條件下電路結構容易被破壞，低溫生長條件下生長的薄膜缺陷較多的問題，嚴重影響器件的性能。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種紫外探測器及其制備方法，本發明提供的紫外探測器制備簡單，性能優異。

本發明提供了一種紫外探測器，包括：

襯底；

設置于所述襯底表面的像素點陣結構和讀出電路，所述像素點陣結構由多個像素單元構成；

和生長在每個所述像素單元上的寬禁帶氧化物膜層，所述寬禁帶氧化物膜層的生長溫度為20～450℃。

優選的，所述寬禁帶氧化物膜層的成分為氧化鋅、氧化鎂、氧化鋅鎂、氧化鎵、鎵酸鋅、鎵酸鎂或鋅鎵鎂氧合金。

本發明提供了一種紫外探測器的制備方法，包括以下步驟：

a)在襯底表面設置像素點陣結構和讀出電路，所述像素點陣結構由多個像素單元構成；

b)將設置有像素點陣結構和讀出電路的襯底置于寬禁帶氧化物膜層生長設備中；用掩模擋住讀出電路，在20～450℃條件下進行寬禁帶氧化物膜層的生長；

c)完成寬禁帶氧化物膜層的生長后，將生長在相鄰兩個像素單元之間的氧化物膜層刻蝕掉，得到紫外探測器。

優選的，步驟b)中，生長所述寬禁帶氧化物膜層的方式為金屬有機化學氣相沉積或磁控濺射。

優選的，所述金屬有機化學氣相沉積的真空度為2×10²～1×10⁴Pa。

優選的，所述金屬有機化學氣相沉積的有機源包括鋅源有機物、鎵源有機物和鎂源有機物中的一種或多種；

所述鋅源有機物包括二甲基鋅和/或二乙基鋅；

所述鎵源有機物包括三甲基鎵和/或三乙基鎵；

所述鎂源有機物包括二甲基二茂鎂和/或二乙基二茂鎂。