[发明专利]基于高阻ZnO单晶的光电导型X射线探测器及其制备方法

权利要求书

1.一种基于高阻ZnO单晶的光电导型X射线探测器，其特征在于，包括ZnO单晶基片(1)，ZnO单晶基片(1)的上表面镀有上电极(7)及环形结构的保护环(6)，上电极(7)位于保护环(6)的中部，保护环(6)与上电极(7)之间设为均匀间隙，ZnO单晶基片(1)的下表面镀有下电极(8)，上电极(7)及保护环(6)自上到下依次均包括第一Al膜层(3)及第一AZO膜层(2)，下电极(8)自上到下依次包括第二AZO膜层(4)及第二Al膜层(5)。

2.根据权利要求1所述的基于高阻ZnO单晶的光电导型X射线探测器，其特征在于，所述间隙的宽度为150μm。

3.根据权利要求1所述的基于高阻ZnO单晶的光电导型X射线探测器，其特征在于，

所述第一AZO膜层(2)的厚度与第二AZ0膜层(4)的厚度均为30nm；

所述第一Al膜层(3)的厚度与第二Al膜层(5)的厚度均为100nm。

4.一种基于高阻ZnO单晶的光电导型X射线探测器的制备方法，基于权利要求1所述的所述的器件，其特征在于，包括以下步骤：

1)将ZnO单晶基片(1)放置到烧杯中，在超声环境中依次放置到丙酮、乙醇和去离子水中各10min，然后通过氮气吹干；

2)将步骤1)得到的ZnO单晶基片(1)进行热处理，然后在ZnO单晶基片(1)的上表面进行旋转涂胶、曝光及显影后，在ZnO单晶基片(1)的上表面采用溅射的方法依次镀第一AZO膜层(2)及第一Al膜层(3)，得样品，其中热处理过程中的温度为1000～1200℃；

3)将步骤2)得到的样品进行去胶处理，然后通过溅射的方法在ZnO单晶基片(1)的下表面依次镀第二AZ0膜层(4)及第二Al膜层(5)，得基于高阻ZnO单晶的光电导型X射线探测器。

5.根据权利要求4所述的基于高阻ZnO单晶的光电导型X射线探测器的制备方法，其特征在于，

步骤2)中对ZnO单晶基片(1)进行热处理的过程为：将ZnO单晶基片(1)放置到高温炉中，加热至1000～1200℃，同时往高温炉中通入流量40sccm的氩气及流量为10sccm的氧气，使高温炉内的气压为900～1100Pa，并保持60min；

步骤2)中在ZnO单晶基片(1)上表面进行旋转涂胶的处理过程为：采用甩胶机将型号为KMPC 5315的正性光刻胶涂抹在ZnO单晶基片(1)的上表面，其中甩胶机在甩胶的过程中先以转速为900～1100rpm甩胶15s，然后以转速为2500～3500rpm甩胶50s；

步骤2)中在ZnO单晶基片(1)的上表面进行曝光及显影的处理过程为：将旋转涂胶处理后的ZnO单晶基片(1)放置到紫外光下50～100s，然后采用型号为KMP PD238-II的正胶显影液显影40～50s。

6.根据权利要求4所述的基于高阻ZnO单晶的光电导型X射线探测器的制备方法，其特征在于，步骤2)中采用溅射的方法在ZnO单晶基片(1)上表面镀第一AZO膜层(2)的具体操作过程为：将ZnO单晶基片(1)放置到真空度大于3.0×10^-4Pa的环境中，然后通入流量为10sccm的Ar气体，再用AZO陶瓷靶材溅射15min，溅射的气压为0.9～1.0Pa，溅射功率为50W。

7.根据权利要求4所述的基于高阻ZnO单晶的光电导型X射线探测器的制备方法，其特征在于，步骤2)中采用溅射的方法在第一AZO膜层(2)上镀第一Al膜层(3)的具体过程为：将ZnO单晶基片(1)放置到真空度大于3.0×10^-4Pa环境中，然后通入流量为10sccm的Ar气体，并采用溅射的方法在第一AZO膜层(2)上镀第一Al膜层(3)，其中，溅射气压为1.1～1.2Pa，溅射功率为120W，溅射时间为15min。

8.根据权利要求6所述的基于高阻ZnO单晶的光电导型X射线探测器的制备方法，其特征在于，步骤3)中往ZnO单晶基片(1)的下表面镀第二AZO膜层(4)的过程与往ZnO单晶基片(1)的上表面镀第一AZO膜层(2)的过程相同。

9.根据权利要求7所述的基于高阻ZnO单晶的光电导型X射线探测器的制备方法，其特征在于，步骤3)中往ZnO单晶基片(1)的下表面镀第二Al膜层(5)的过程与往ZnO单晶基片(1)的上表面镀第一Al膜层(3)的过程相同。