[發明專利]復合型自驅動氧化鋅同質結基紫外探測器及其制備方法

有效

• 申請號: 202210560525.5
• 申請日: 2022-05-23
• 公開（公告）號: CN115084296B
• 公開（公告）日: 2023-09-29
• 發明（設計）人: 姜明明;唐楷;施大寧;闞彩俠
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: H01L31/0352
• 分類號: H01L31/0352;H01L31/0296;H01L31/103;H01L31/18;H01L31/0224
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

1.一種復合型自驅動氧化鋅同質結基紫外探測器，其特征在于，所述探測器底部為藍寶石襯底(7)，藍寶石襯底表面為n-ZnO薄膜(6)，在n-ZnO薄膜(6)最左端為Au薄膜電極(2)，另一端占據n-ZnO薄膜(6)絕大部分面積的是MgO空穴阻擋層(5)，其表面為3～5根p-ZnO:Sb微米線(4)，并在每根微米線上表面都蒸鍍Ag薄膜(3)，最頂層為ITO導電玻璃(1)，與Ag薄膜(3)緊密接觸，并且在ITO導電玻璃最右端為Au薄膜電極(2)。

2.根據權利要求1所述的復合型自驅動氧化鋅同質結基紫外探測器，其特征在于，所述n-ZnO薄膜(6)的厚度為500～600nm，電子濃度為2×10¹⁷～5×10¹⁸/cm³。

3.根據權利要求1所述的復合型自驅動氧化鋅同質結基紫外探測器，其特征在于，所述MgO空穴阻擋層(5)的厚度為8～12nm。

4.根據權利要求1所述的復合型自驅動氧化鋅同質結基紫外探測器，其特征在于，所述Au薄膜電極(2)的厚度為40～50nm。

5.根據權利要求1所述的復合型自驅動氧化鋅同質結基紫外探測器，其特征在于，所述p-ZnO:Sb微米線(4)的長度為4～6mm，直徑為2～8μm，橫截面為四邊形。

6.一種根據權利要求1所述的復合型自驅動氧化鋅同質結基紫外探測器的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1、將ZnO粉末、三氧化二銻粉末和碳粉的均勻混合粉末置于高溫管式爐中，所述ZnO粉末、三氧化二銻粉末和碳粉的質量比為10:(1～2):11，使用化學氣相沉積法，降溫后得到生長有銻元素摻雜的ZnO微米線，測試得空穴濃度10¹⁶～10¹⁸/cm³，以備用；

步驟2、使用電子束蒸發實驗方法在ITO導電玻璃導電面的一端蒸鍍Au薄膜電極，以備用；

步驟3、使用電子束蒸發實驗方法在藍寶石襯底表面的n-ZnO薄膜的一端蒸鍍Au薄膜電極；

步驟4、用掩模板遮擋住Au薄膜電極，使用電子束蒸發實驗方法在n-ZnO薄膜的另一端蒸鍍MgO阻擋層；

步驟5、使用電子束蒸發實驗方法在p-ZnO:Sb上表面蒸鍍一層Ag薄膜層；

步驟6、使用鑷子將表面覆蓋Ag薄膜層的p-ZnO:Sb放置于MgO阻擋層表面，微米線的數量控制在1～5根之間，保證Ag薄膜層修飾的面朝上放置，使未被Ag薄膜層修飾的下表面與MgO阻擋層接觸；

步驟7、將蒸鍍有Au薄膜電極的ITO導電玻璃導電一面覆蓋于Ag薄膜層修飾的p-ZnO:Sb表面；

步驟8、使用兩個金屬夾子夾住整個器件。

7.根據權利要求6所述的復合型自驅動氧化鋅同質結基紫外探測器的制備方法，其特征在于，步驟2中，所述ITO導電玻璃導電面的電阻值為3～5歐姆；ITO導電玻璃在蒸鍍Au薄膜電極之前進行清洗，依次放置于丙酮、乙醇和去離子水中，使用超聲清洗儀清洗15～30min，最后使用氮氣吹洗表面水分；所述Au薄膜電極蒸鍍過程中保持電子束蒸鍍儀中真空度1.5×10^-4～6.7×10^-4pa；所述Au薄膜電極蒸鍍過程中電子束流控制在0.8～0.96mA，生長速度控制在0.03～0.05埃/秒。

8.根據權利要求6所述的復合型自驅動氧化鋅同質結基紫外探測器的制備方法，其特征在于，步驟3中，需蒸鍍的Au薄膜電極位于n-ZnO薄膜表面，厚度為40～50nm；Au薄膜電極蒸鍍過程中保持電子束蒸鍍儀中真空度1.5×10^-4～6.7×10^-4pa；Au薄膜電極蒸鍍過程中電子束流控制在0.8～0.96mA，生長速度控制在0.03～0.05埃/秒。