[發(fā)明專利]一種高速響應(yīng)全透明柔性紫外光電探測(cè)器的制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110991029.0
• 申請(qǐng)日: 2021-08-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN115719777A
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-02-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李遠(yuǎn)潔;朱瑄;吳超
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)深圳研究院;西安交通大學(xué)
• 主分類號(hào): H01L31/18
• 分類號(hào): H01L31/18;C23C14/35;C23C14/08;C23C14/04
• 代理公司: 北京市誠(chéng)輝律師事務(wù)所 11430
• 代理人: 朱偉軍;耿慧敏

本申請(qǐng)公開(kāi)了一種高速響應(yīng)全透明柔性紫外光電探測(cè)器的制備方法，涉及光電探測(cè)技術(shù)領(lǐng)域。包括以下步驟：利用射頻磁控濺射沉積法將ZnO光敏薄膜或InGaZnO光敏薄膜、透明導(dǎo)電電極薄膜依次沉積到高透明柔性PI襯底上，構(gòu)建了全透明柔性紫外光電探測(cè)器。ZnO光敏薄膜的生長(zhǎng)參數(shù)為：柔性透明PI襯底的加熱溫度為150?240℃，濺射功率為110?130W，氬氣流量為15?24sccm；InGaZnO光敏薄膜的生長(zhǎng)參數(shù)為：濺射功率為110?130W，氬氣流量為15?24sccm，氧氣流量為2?5sccm。本申請(qǐng)用于制備具有透明、可彎曲變形以及對(duì)紫外光具有高響應(yīng)速度的紫外光電探測(cè)器。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及光電探測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高速響應(yīng)全透明柔性紫外光電探測(cè)器的制備方法。

背景技術(shù)

紫外光電探測(cè)器是利用光電效應(yīng)，探測(cè)器中具有光電轉(zhuǎn)換效應(yīng)的半導(dǎo)體材料吸收在紫外光波段范圍內(nèi)的光信號(hào)并將其轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)微弱光信號(hào)的靈敏探測(cè)。在通信、傳感監(jiān)測(cè)、生物醫(yī)療及等軍用導(dǎo)彈預(yù)警等領(lǐng)域具有重要的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)價(jià)值。目前廣泛應(yīng)用的紫外光電探測(cè)器主要為構(gòu)建在剛性襯底上的基于氧化鋅(ZnO)、氮化鎵(GaN)、碳化硅(SiC)、氧化鎵(Ga₂O₃)等具有直接帶隙和寬禁帶的半導(dǎo)體探測(cè)器。現(xiàn)有的制備紫外光電探測(cè)器的方法存在以下缺點(diǎn)：

(1)將整個(gè)光電探測(cè)器件建立在剛性襯底之上，無(wú)法實(shí)現(xiàn)可攜帶、附和各種曲面的器件功能，并且采用金屬薄膜作為光電流導(dǎo)出電極，無(wú)法實(shí)現(xiàn)全結(jié)構(gòu)透明的紫外光電探測(cè)器件，雖然金屬電極具有高導(dǎo)電特性，但大部分金屬材料在可見(jiàn)光波長(zhǎng)范圍內(nèi)透過(guò)率極低，從而無(wú)法實(shí)現(xiàn)在智能可透視顯示技術(shù)中的應(yīng)用。

(2)制備過(guò)程復(fù)雜，不適合在柔性襯底上進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N高速響應(yīng)全透明柔性紫外光電探測(cè)器的制備方法，利用射頻磁控濺射沉積法將ZnO光敏薄膜或InGaZnO光敏薄膜、透明導(dǎo)電電極薄膜依次沉積到高透明柔性PI襯底上，構(gòu)建了一種全透明柔性紫外光電探測(cè)器，該紫外光電探測(cè)器對(duì)紫外光具有高響應(yīng)速度，并且在可見(jiàn)光范圍內(nèi)具有高透過(guò)率。

為達(dá)到上述目的，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N高速響應(yīng)全透明柔性紫外光電探測(cè)器的制備方法，包括以下步驟：

步驟1：利用射頻磁控濺射沉積法在柔性透明PI襯底上生長(zhǎng)ZnO光敏薄膜或InGaZnO光敏薄膜；

所述ZnO光敏薄膜的生長(zhǎng)參數(shù)為：柔性透明PI襯底的加熱溫度為150-240℃，濺射功率為110-130W，氬氣流量為15-24sccm；

所述InGaZnO光敏薄膜的生長(zhǎng)參數(shù)為：濺射功率為110-130W，氬氣流量為15-24sccm，氧氣流量為2-5sccm；

步驟2：將叉指電極掩模版緊貼在所述ZnO光敏薄膜或InGaZnO光敏薄膜上；利用射頻磁控濺射沉積法在被叉指電極掩模版覆蓋的ZnO光敏薄膜或InGaZnO光敏薄膜表面之上沉積透明導(dǎo)電電極薄膜；

步驟3：移除叉指電極掩模版，最終獲得全透明柔性紫外光電探測(cè)器。

進(jìn)一步地是，所述ZnO光敏薄膜的生長(zhǎng)參數(shù)為：柔性透明PI襯底的加熱溫度為200℃，升溫速率為5-7℃/分鐘，氬氣流量為20sccm，濺射功率為120W。

進(jìn)一步地是，所述InGaZnO光敏薄膜的生長(zhǎng)參數(shù)為：濺射功率為120W，氬氣流量為20sccm，氧氣流量為3sccm。

進(jìn)一步地是，在步驟1之前還包括：將柔性透明PI襯底固定在剛性基底上；所述步驟3還包括：移除剛性基底。

進(jìn)一步地是，所述柔性透明PI襯底在可見(jiàn)光波長(zhǎng)范圍內(nèi)透過(guò)率大于90％。

進(jìn)一步地是，步驟2中所述叉指電極掩模版上兩個(gè)電極之間的間隙為0.7-0.8mm。