[发明专利]一种CuI/ZTO异质结紫外探测器及其制备方法

说明书

本发明公开了一种CuI/ZTO异质结紫外探测器及其制备方法，该紫外探测器自下而上依次有ITO导电玻璃、ZnSnO(ZTO)层、CuI层，其中ITO导电玻璃和CuI层上制备有Au电极。其制备方法如下：先采用脉冲激光沉积(PLD)方法在ITO导电玻璃上制备ZTO薄膜，然后将配置好的CuI前驱体溶液旋涂在ZTO薄膜上，旋涂数次并退火，再用电子束蒸发在CuI和ITO表面镀上Au作为电极，完成紫外探测器的制备。相比于传统的紫外探测器，此方法制备的紫外探测器能在零偏压下实现高开关比和高响应速度，且结构简单、制备成本低，在军事、民用以及一些特殊领域有重要的应用价值。

技术领域

本发明涉及一种紫外探测器及其制备方法，尤其涉及一种基于CuI/ZTO异质结紫外波段探测器及其制备方法，属于半导体器件技术领域。

背景技术

紫外探测技术是一项继红外探测技术和激光技术之后发展起来的新型的军民两用技术，在环境和生物监测、光谱分析、光焰预警、空间通信等领域具有重要的应用价值。目前市场上主流的探测器结构是基于p-n结的光电二极管，它可以利用内建电场实现在零偏压下的自驱动性能，获得轻量、节能的光电器件，同时也能有效降低器件暗电流、提高器件响应速度。

传统的p型半导体材料往往具有较低的空穴迁移率，或需要在高温下制备，对衬底要求高，限制了其大规模应用。碘化亚铜是一种新型p型半导体材料，具有带隙宽(3.1eV)、空穴浓度高、空穴迁移率高等特性，能够在室温下结晶，已经成功在LED、光电探测器、薄膜晶体管等半导体器件中实现应用。对于n型半导体材料，氧化锌具有带隙宽、结合能大、成本低等特性，广泛应用在紫外光电探测结构中，但纯氧化锌材料中往往存在大量的缺陷态，对光响应性能造成不利影响。而在氧化锌中掺入锡元素，即时在非晶相中也能维持高电子迁移率，进一步降低薄膜电阻率，且非晶相可以显著改善薄膜表面粗糙度，提高薄膜在可见光波段的透过率。另外，锌锡氧可以代替传统的铟镓锌氧非晶氧化物应用在薄膜晶体管中，有望解决铟元素短缺和国外技术封锁问题，有效降低生产成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种制备成本低、工艺简单易于生产，且开关比高、响应速度快、稳定性高的CuI/ZTO异质结紫外探测器及其制备方法，以用于透明柔性电子设备。

本发明提供的一种基于CuI/ZTO异质结紫外探测器，自下而上依次有ITO导电玻璃、ZnSnO(ZTO)层、CuI层，所述ITO导电玻璃和CuI层生长有Au电极。

本发明的CuI/ZTO异质结紫外探测器，其制备方法包括以下步骤：

1)清洗ITO导电玻璃，获得表面洁净无杂质且无氧吸附的ITO片：

将ITO导电玻璃分别使用丙酮、乙醇和去离子水超声清洗15min，清洗结束后用氮气吹干表面，并放入等离子体清洗机中清洗10～15min，以去除衬底表面杂质和氧吸附，获得洁净的表面。

2)采用脉冲激光沉积(PLD)方法在洁净的ITO衬底表面沉积200～400nm的ZTO层：

准备纯度为99.99％的ZTO靶材，将所述靶材固定于脉冲激光沉积设备腔室的靶托上；将清洗过的ITO衬底固定在沉积设备腔室中的样品台上；

依次打开机械泵和分子泵，使腔体真空度达到1×10^-5Pa，打开氧气阀门，在真空腔室内通入氧气，调节压强为6Pa。

打开激光器，预热10min后调整激光能量为250mJ/cm²，激光频率为5Hz，使激光聚焦在ZTO靶材表面并烧蚀靶材。预沉积5min后，移开靶材和衬底之间的挡板，在ITO衬底表面沉积ZTO薄膜，沉积15min后关闭激光。取出衬底，在空气气氛中进行退火，退火温度为200～400℃，时间为1h，获得ZTO层。

3)在ZTO层表面旋涂50～100nm的CuI层：