[发明专利]pn结MgxZn1－xO薄膜日盲区紫外探测器件

说明书

技术领域

本发明涉及一种采用II-VI族宽带隙半导体光电功能材料Mg_xZn_1-xO薄膜制作的日盲区紫外探测器件，属于光电探测技术领域。

背景技术

日盲区(200～300nm)紫外探测避开了太阳这一最强大的自然光源造成的复杂的背景干扰，虚假信号少，能够实现更为精确的紫外探测，应用于导弹尾焰探测、紫外告警、化学火焰探测等领域。

Mg_xZn_1-xO薄膜作为一种半导体光电功能材料能将极微弱的紫外辐射转换成电信号，Mg_xZn_1-xO随着Mg组分含量的变化，其带隙在3.3～7.8eV之间连续变化，对应的波长范围覆盖日盲区，能够实现日盲区紫外光电转换，被用作日盲区紫外探测装置中的光电转换器件。专利号为US 7,132,668B2的一篇题为“基于MgZnO的紫外探测器件”的专利文献公开了一种方案，见图1所示，所述的紫外探测器件由衬底1、缓冲层2、Mg_xZn_1-xO薄膜3以及两个电极4组成，缓冲层2介于衬底1和Mg_xZn_1-xO薄膜3之间，两个电极4相离附着于Mg_xZn_1-xO薄膜3上表面。其衬底1采用c-Al₂O₃，为了使衬底1与Mg_xZn_1-xO薄膜3晶格匹配，在其间生长缓冲层2，两个电极4为叉指状。该方案Mg_xZn_1-xO薄膜3采用Mg_0.34Zn_0.66O薄膜，膜厚为0.1～1.0μm，紫外响应波段150～400nm，用0.1μW、308nm紫外光照射，在加于两个电极4之间的偏压为5V的条件下，暗电流约为40nA，光谱响应度高达1200A/W。

在台湾中华大学网站(http://www.mee.chu.edu.tw/)上发表了一篇题为“ZnO系列发光二极管的发光特性”的文章，在其制作的发光二极管的方案中采用了pn结Mg_xZn_1-xO薄膜。通常的Mg_xZn_1-xO为n型，当掺入氮等杂质，则为p型，在n型Mg_xZn_1-xO薄膜与p型Mg_xZn_1-xO薄膜之间形成pn结，构成一个pn结Mg_xZn_1-xO薄膜。由于pn结具有雪崩效应，当为pn结Mg_xZn_1-xO薄膜提供较小的电流，就可以获得较强的发光。该方案利用的是Mg_xZn_1-xO薄膜的电光转换功能。

发明内容

已知技术采用Mg_xZn_1-xO薄膜作为紫外探测器件，尤其采用了叉指状电极，明显提高了150～400nm紫外探测的光谱响应度。已知技术中的pn结Mg_xZn_1-xO薄膜虽然转换效率大幅度提高，但是，该方案利用的是Mg_xZn_1-xO薄膜的电光转换功能。为了进一步提高以Mg_xZn_1-xO薄膜为光电转换器件的紫外探测装置的探测精确性，或者说进一步提高Mg_xZn_1-xO薄膜光电转换器件的光谱响应度，以及使得pn结Mg_xZn_1-xO薄膜的具有雪崩效应的光电转换功能得以在紫外探测领域应用，我们发明了一种pn结Mg_xZn_1-xO薄膜日盲区紫外探测器件。