[发明专利]一种自驱动式氧锌镁紫外探测器及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于半导体光电探测技术领域，具体涉及一种可广泛运用于紫外波段的，自驱动式氧锌镁紫外探测器及其制备方法。

背景技术

紫外探测技术是继激光和红外探测技术之后发展起来的又一新型军民两用探测技术，目前在导弹制导、导弹预警、空间探测、燃烧工程、火焰探测等诸多领域发挥着巨大的作用。因此紫外探测技术的开发研究无论是对现代国防还是人民生活都有着极其重要的意义。虽然其为现代化生活带来了许多福音，但是通常是需要外加电源才能工作，长此以往会带来巨大的能源消耗，很不利于国民经济的可持续发展。因此，一种自驱动式紫外探测器，即可在无需外加电源的情况下（0伏）工作的探测器逐渐成为人们研究的热点。近年来，基于宽禁带半导体材料的紫外探测器被认为是可以取代真空光电倍增管和Si光电倍增管的第三代紫外探测器。在众多宽禁带半导体材料中，ZnO基材料具有缺陷密度低，抗辐射能力强，环境友好等诸多优点，且可通过Mg的掺杂使其带隙大范围连续调谐（3.37-7.78eV），因此被认为是制备紫外探测器的最理想材料之一。要想实现自驱动式探测器，通常要制备PN同质结、异质结、或者肖特基结等结构。但是，由于ZnO基材料的P型掺杂的实现目前仍是国际难题，因此高效稳定的MgZnO同质PN结二极管的制备在现有的技术下很难实现；而异质结在外延生长中会带来很大的晶格失配，使有源层晶体的结晶质量大大降低，继而会使器件的多项性能指标下降；对于单肖特基结来说，无论是平面结构还是垂直结构，都面临着工艺复杂，【M.Liao,Y.koide,J.Alvarez,Single Schottky-barrierphotodiode with interdigitated-finger geometry,Application to diamond,Appl.Phys.Lett.90,123507，2007】也就是说，在一个器件上同时实现良好的肖特基接触和欧姆接触是也一个非常困难的问题。因此，研究者们迫切需要一种方法简单、可重复制备、性能优良的自驱动式紫外光电探测器的方法。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的技术问题，提供一种可覆盖UVA-UVC波段的自驱动式氧锌镁紫外探测器及其制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案具体如下：

一种自驱动式氧锌镁紫外探测器的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、采用金属有机化学气相沉积法在衬底上制备氧锌镁薄膜层；

步骤二、在步骤一得到的氧锌镁薄膜层上制备Au薄膜层；通过湿法刻蚀所述Au薄膜层制备出连接有至少一个第一叉指电极的第一电极和连接有至少一个第二叉指电极的第二电极；所述第一叉指电极与所述第二叉指电极像张开的双手一样相互插在一起；

所述第一叉指电极的指宽为2～50μm；

所述第二叉指电极的指宽为10～10000μm；

所述第一叉指电极与所述第二叉指电极的指间距离为2～150μm；

所述第一叉指电极与所述第二叉指电极的指宽之比为1:2～1:200。

上述技术方案中，步骤二中的Au薄膜层的厚度为40nm。

上述技术方案中，所述第一叉指电极的指宽为5μm。

上述技术方案中，所述第二叉指电极的指宽为100μm。

上述技术方案中，所述第一叉指电极与所述第二叉指电极的指宽之比为1:20。

上述技术方案中，所述第一电极连接有12个第一叉指电极；所述第二电极连接有12个第二叉指电极。

上述技术方案中，步骤一中的金属有机化学气相沉积(MOCVD)的条件为：生长温度为450℃，生长室真空度为2×10⁴Pa，载气为99.9999%高纯氮气，以二甲基二茂镁作为镁源，二乙基锌作为锌源，通过流量控制来生长室中的Zn、Mg摩尔浓度，氧气压力为3×10⁵Pa，流量为550ml/min。

一种自驱动式氧锌镁紫外探测器，包括：

连接有至少一个第一叉指电极的第一电极和连接有至少一个第二叉指电极的第二电极；所述第一叉指电极与所述第二叉指电极像张开的双手一样相互插在一起；

所述第一叉指电极的指宽为2～50μm；

所述第二叉指电极的指宽为10～10000μm；

所述第一叉指电极与所述第二叉指电极的指间距离为2～150μm；

所述第一叉指电极与所述第二叉指电极的指宽之比为1:2～1:200。

本发明具有以下的有益效果：