[发明专利]一种紫外探测器及其制作方法

说明书

技术领域

本发明属于光电子领域，特别是涉及一种新的紫外探测器及其制作方法。

背景技术

紫外探测器目前的研发重点是基于宽禁带半导体材料，研制能工作于日盲区（截止波长小于280nm）的器件。目前可用于紫外探测的宽禁带半导体紫外敏感薄膜材料主要有氮化镓（GaN）、氧化锌（ZnO）、碳化硅（SiC）和金刚石（Diamond）。

GaN材料可通过Al掺杂，可使其截止波长在200nm-365nm范围内连续变化，这种探测器目前已实现商业化，但这种器件面临的主要问题是高铝组份Al_xGa_1-xN材料制备难度大。ZnO材料的优点在于易于制备，具有更好的空间抗辐照特性，且通过Mg掺杂其禁带宽度可使其截止波长在160nm-380nm范围内连续变化，但具有高Mg组份的Mg_xZn_1-xO材料的低成本制备是一个不小的挑战。SiC材料的截止波长在365nm-565nm范围内可调，其优点在于耐腐蚀、抗辐照，耐高温。但必须安装滤波片才能使其工作于日盲区，价格昂贵。金刚石材料的禁带宽度为5.5eV，其截止波长为226nm，可直接工作于日盲区，且暗电流小噪声小、耐腐蚀、抗辐照，机械强度高。

传统的紫外探测器在紫外辐射入射一侧的金属电极会占用较大面积，会反射大量的紫外辐射，降低了紫外辐射的利用率。

鉴于此，有必要设计一种新的紫外探测器及其制作方法以克服上述问题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种紫外探测器及其制作方法，用于解决现有技术中金属电极会占用较大面积，会反射大量的紫外辐射，降低了紫外辐射的利用率的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种紫外探测器，所述紫外探测器至少包括：

绝缘衬底；

位于该绝缘衬底上的下电极；

位于所述下电极上的紫外敏感薄膜；

位于所述紫外敏感薄膜上的图形化上电极；

位于所述图形化上电极上覆盖大部分上电极的石墨烯透明电极；所述石墨烯透明电极与所

述紫外敏感薄膜接触。

优选地，所述图形化上电极为条状或环状或网格状。

优选地，所述下电极为金属材料层或由ITO薄膜以及形成在该ITO薄膜上环绕所述紫外敏感薄膜的金属电极构成。

优选地，所述金属电极为闭合图形。

本发明还提供一种紫外探测器制作方法，该制作方法包括以下步骤：

提供一绝缘衬底以及一石墨烯；

在所述绝缘衬底上形成下电极；

在所述下电极上沉积紫外敏感薄膜并图形化；

在所述紫外敏感薄膜上形成图形化上电极；

将所述石墨烯转移到所述图形化上电极上形成石墨烯透明电极；该石墨烯透明电极覆盖大

部分上电极且与所述紫外敏感薄膜接触。

优选地，所述下电极的材料为单金属或复合金属。

优选地，所述下电极由ITO薄膜以及形成在该ITO薄膜上环绕所述紫外敏感薄膜的金属电极构成，其制备步骤如下：

在所述绝缘衬底上淀积ITO薄膜；

在该ITO薄膜上制备出所述紫外敏感薄膜并图形化；

接着沉积金属层并图形化，使得所述紫外敏感薄膜上形成上电极，所述ITO薄膜上形成

环绕所述紫外敏感薄膜的金属电极。

优选地，在所述紫外敏感薄膜上形成上电极、在所述ITO薄膜上形成环绕所述紫外敏感薄膜的金属电极之前还包括制作一层金属粘附层的步骤。

本发明提出在紫外敏感薄膜上制作占用较小面积的金属上电极，然后将完整的石墨烯材料转移到紫外敏感薄膜和金属上电极上，石墨烯充当了透明电极，提高了器件对紫外辐射的透过率；采用垂直电极结构，使得光生载流子在平行于紫外敏感薄膜晶粒生长的方向上运动，提高了器件的量子效率。

附图说明

图1显示为本发明紫外探测器结构示意图。

图2显示为本发明条状金属上电极结构及其与石墨烯透明电极的位置关系示意图。

图3a-3d显示为本发明实施例1的工艺流程图。其中，图3a为金属淀积步骤；图3b为紫外敏感薄膜沉积并图形化步骤；图3c为金属淀积并图形化形成上电极的步骤；图3d为石墨烯转移并图形化步骤。

图4a是环状金属上电极结构示意图；图4b为石墨烯转移前与环状金属上电极的位置关系示意图；图4c为石墨烯转移后与环状金属上电极的位置关系示意图。