[发明专利]紫外光探测器

说明书

技术领域

本申请涉及一种紫外光探测器，尤其是涉及一种利用二氧化硅材料制作的快响应的紫外光探测器。

背景技术

对于激光能量、功率、脉宽和波形的探测，不仅对激光器件和基础研究非常重要，而且在军事、国防、农业、资源开采、交通等方面也具有非常广泛的用途。尽管人们已经研究发展了诸如热电、光电、热释电等各种类型的激光探测器，但对新型紫外光探测器探索仍是研究的热点之一。

中国专利申请CN1874009A披露了一种金刚石膜的紫外光探测器。参见图1和图2，其制备方法包括以下的工艺步骤：采用<100>硅片作为衬底，用HF酸超声清洗5-15分钟，以去除表面的氧化硅层；使用100nm大小的金刚石粉末进行机械研磨5-10分钟，使整个硅衬底表面上产生均匀的划痕，成为原始的成核中心；将研磨后的硅片用去离子水核丙酮分别超声清洗5-15分钟，烘干后放入热丝淀积反应室内；对反应室抽真空后，通入反应气体，即丙酮与氢气的混合气体。丙酮和氢气的流量分别为50标准毫升/分和100标准毫升/分；淀积室的气压设定为1kPa；相对于热丝，对衬底加30V正向偏压；将衬底温度控制在650-700℃左右；成核30-60分钟；保持丙酮的流量不变，即50标准毫升/分，仅改变氢气的流量至400标准毫升/分；将衬底的正向偏压提高到70V；保持衬底温度在750-780℃左右；生长12小时以后，关闭丙酮开关，只通入氢气，对生长的金刚石膜进行30分钟的氢气蚀刻，以去除膜表面的石墨相，提高薄膜质量；将上述制得金刚石薄膜上表面，在LDM150D离子束溅射仪中蒸镀100-500nm厚的金电极，经光刻工艺形成指宽和间距均为25微米的叉指状的电极，并采用镁铝丝引线引出；最后将器件在氢气中500℃退火30-60分钟，以形成良好的欧姆接触；最终制得金刚石膜紫外光探测器。但是，该紫外光探测器中使用了非常昂贵的金刚石膜，并采用了非常复杂的制备工艺。因此，成本很高，且工艺复杂。

二氧化硅(SiO₂)材料广泛存在于自然界中，由于二氧化硅晶体具有优异的光学性能，在工业中广泛的用于制作光导纤维、光学仪器、石英玻璃等器件；而且二氧化硅还具有压电、介电、双折射、旋光等特性，常用来制作各种电子器件及传感器。由于其丰富的物理和化学特性，二氧化硅一直是材料界研究的重要领域之一。如【1】Dye-Zone，A.Chen and Gang Chen.“Measurement of silicon dioxide surface phonon-polariton propagation length byattenuated total reflection”.Appl.Phys.Lett.，2007，91：121906；【2】D.Lelmini，A.S.Spinelli，M.Beretta et al，“Different types of defects in silicondioxide characterized by their transient behavior”.J.Appl.Phys.，2001，89(7)：4189～4191。迄今为止还没有将二氧化硅材料用作紫外光探测器的相关报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种紫外光探测器，利用常规材料二氧化硅制作，并具有响应速度快、且结构简单的优点。

为了实现上述目的，本发明提供一种紫外光探测器，包括：一个二氧化硅光传感器芯片，两个电极和两个输出端，其中两个电极位于二氧化硅光传感器芯片的一个侧面上，每个输出端分别连接一个电极。

其中，在一个电极和与该电极连接的输出端之间串联有电源，在两个输出端之间并联有电阻。

其中，所述电源为0-200V可调的直流电源，所述电阻为1kΩ-50MΩ。

其中，所述二氧化硅光传感芯片由二氧化硅单晶片、二氧化硅单晶膜或二氧化硅多晶膜制成。

其中，所述二氧化硅单晶片为取向为<100>、<101>、<110>或<111>。

其中，所述二氧化硅单晶片的几何尺寸为10mm×5mm×0.5mm。

其中，所述二氧化硅单晶膜的厚度为1nm。

其中，所述二氧化硅多晶膜的厚度为1μm。

其中，所述电极由铂、金、银、铝、铟或锡制成。

其中，所述电极为线状电极、插指电极或圆形电极。