[发明专利]一种紫外探测器及其制作方法

说明书

本发明公开了一种紫外探测器及其制作方法，该制作方法包括：提供一衬底；在所述衬底表面形成ZnMgO层；所述ZnMgO层的表面包括电极区域以及非电极区域；在所述电极区域形成电极，所述电极表面具有In粒；对所述非电极区域进行氟修饰处理，使得所述非电极区域具有含氟的官能团；其中，所述官能团用于增加对氧气的吸附量以及吸附速率。本发明技术方案可以同时优化紫外探测器的响应度、暗电流以及响应时间这三个特性。

技术领域

本发明涉及半导体器件技术领域，更具体的说，涉及一种紫外探测器及其制作方法。

背景技术

紫外探测技术可用于军事通信、导弹尾焰探测、火灾预警、环境监测、生物效应等方面，无论在军事上还是在民用上都有广泛的应用。目前，己投入商用的紫外探测器主要有硅探测器、光电倍增管和半导体探测器。硅基紫外光电管需要附带滤光片，光电倍增管则需要在高电压下工作，而且体积笨重、效率低、易损坏且成本较高，对于实际应用有一定的局限性。相对硅探测器和光电倍增管来说，由于半导体材料具有携带方便、造价低、响应度高等优点而备受关注。

目前研究较多的半导体材料主要有III-V族的合金AlGaN和II-VI族的合金MgZnO。目前报道的GaN通过掺入铝可以把能带调宽到日盲区，并制作成MSM(金属-半导体-金属)和p-n等结构的探测器。但是AlGaN的生长温度高，而且高铝组份的合金结晶质量差。ZnMgO由于具有宽的带隙调节范围(从3.37eV到7.8eV)、强的抗辐射能力、高的电子饱和漂移速度、匹配的单晶衬底(ZnO和MgO)、容易合成、无毒无害、资源丰富和环境友好等优势，是制备宽禁带紫外探测器的候选材料之一。

对于紫外探测器而言最重要的三个参数就是器件的响应度，暗电流和响应时间。响应度和暗电流决定了器件的灵敏度和对弱信号的探测能力，响应度越高越好，暗电流越低越好。响应时间则决定了器件对于信号的快速甄别能力，在紫外告警和紫外通讯领域对于响应时间的要求较高，响应时间越快越好。对于实用化的紫外探测器件而言，需要具有良好的综合性能。要实现这一目标，除了提高薄膜的质量之外，对器件的后处理和修饰方法也是至关重要的。目前的修饰方法，一般很难同时优化这三个重要参数。尤其是对于器件的响应时间，很难进一步提高，同时很可能伴随器件响应度的降低。

发明内容

为了解决上述问题，本发明技术方案提供了一种紫外探测器及其制作方法，提高了紫外探测器的响应度，降低了暗电流以及响应时间。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种紫外探测器的制作方法，所述制作方法包括：

提供一衬底；

在所述衬底表面形成ZnMgO层；所述ZnMgO层的表面包括电极区域以及非电极区域；

在所述电极区域形成电极，所述电极表面具有In粒；

对所述非电极区域进行氟修饰处理，使得所述非电极区域具有含氟的官能团；

其中，所述官能团用于增加对氧气的吸附量以及吸附速率。

优选的，在上述制作方法中，所述在所述衬底表面形成ZnMgO层包括：

通过分子束外延工艺、或金属有机化合物化学气相沉积工艺、或磁控溅射工艺形成所述ZnMgO层。

优选的，在上述制作方法中，所述对所述非电极区域进行氟修饰处理包括：

将所述ZnMgO层浸没在含氟的溶液中预设时间，以形成所述官能团；

通过去离子水清洗后，进行干燥处理。

优选的，在上述制作方法中，所述预设时间为0.01s-24h；

所述溶液中氟的浓度为1*10^-6mol/L-10mol/L，包括端点值。