一种日盲紫外探测器及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111564504A(43)申请公布日2020.08.21(21)申请号202010298336.6H01L31/18(2006.01)(22)申请日2020.04.16(71)申请人南京大学地址210023江苏省南京市栖霞区仙林大道163号(72)发明人叶建东张崇德任芳芳徐阳陈选虎巩贺贺朱顺明顾书林(74)专利代理机构南京瑞弘专利商标事务所(普通合伙)32249代理人陈建和(51)Int.Cl.H01L31/0216(2014.01)H01L31/0224(2006.01)H01L31/0232(2014.01)H01L31/108(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图7页(54)发明名称一种日盲紫外探测器及其制备方法(57)摘要本发明公开了日盲紫外探测器及其制备方法。探测元件由上至下包括由金属和氧化物的多周期滤波结构(或称滤波层)，紫外吸收体、叉指电极层、衬底层；多周期滤波结构顶部，底部均为电解质隔离层；由金属薄膜和电介质薄膜交替的多周期滤波结构生长在探测器的电介质隔离层上。多周期滤波结构尤其是交替生长氧化铝和铝。探测器结构采用背电极MSM结构，金属叉指电极制备在紫外吸收体与衬底之间，光信号从器件正面经过滤波结构射入紫外吸收体中，以避免叉指电极的阻挡，有效提高吸收效率。可实现日盲紫外波段的高效探测，同时对可见光、红外波段具有高抑制作用。CN111564504ACN111564504A权利要求书1/1页1.一种日盲紫外探测器，其特征是，探测元件由上至下包括由金属氧化物和金属制造的多周期滤波结构，紫外吸收体、叉指电极层、衬底层；多周期滤波结构顶部，底部均为电解质隔离层；由金属薄膜和电介质薄膜交替的多周期滤波结构生长在探测器的电介质隔离层上。2.根据权利要求1所述的日盲紫外探测器，其特征是，多周期滤波结构是交替生长氧化铝和铝。3.根据权利要求2所述的日盲紫外探测器，其特征是，电解质隔离层上沉积的滤波结构的铝厚度为12-18nm，氧化铝厚度为30-60nm；周期数在1-10之间；滤波结构金属厚度、电介质厚度分别为15nm、40nm。4.根据权利要求1-3之一所述的日盲紫外探测器，其特征是，探测器叉指电极厚度为10nm，叉指间距为1.5μm，电极叉指宽度为1.5μm；多周期滤波结构顶部为氧化铝电解质钝化层或二氧化硅，氧化铝钝化层或二氧化硅钝化层的厚度为20nm，氧化铝隔离层厚度为40nm。5.根据权利要求1所述的日盲紫外探测器，其特征是，所述探测器器件结构包括桥墩、桥臂和探测元件，探测元件包括紫外吸收体、叉指电极、隔离层和钝化层。6.根据权利要求1所述的日盲紫外探测器，其特征是，所述紫外吸收体厚度为80-200nm厚，尤其是100nm厚，紫外吸收体材料为氧化镓、金刚石、ZnMgO或AlGaN材料。7.根据权利要求1-6之一所述的日盲紫外探测器的制备方法，其特征是，步骤如下：先在石英、蓝宝石或柔性透明衬底上沉积一层金属，用于半导体平面工艺制作叉指电极；在此基础上生长紫外光薄膜吸收层；然后在吸收层前部沉积一层电介质绝缘层隔离紫外吸收体与滤波结构；最后在隔离层上制作多层薄膜滤波结构；(1)先使用磁控溅射技术或MOCVD，在衬底上生长8-15nm厚的金属层；(2)基于半导体平面工艺技术，光刻技术刻蚀制作叉指电极，电极宽度1.5μm，叉指间距1.5μm；(3)在电极层上以磁控溅射技术或MOCVD，生长100nm厚的紫外吸收体薄膜层；(4)利用磁控溅射或MOCVD，交替生长15nm铝和40nm氧化铝薄膜层，组成滤波结构(5)最后使用磁控溅射方法或MOCVD，在上述结构外侧生长一层20nm厚的氧化铝作钝化层，保护其中的金属电极、滤波结构不被氧化失效。2CN111564504A说明书1/6页一种日盲紫外探测器及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及紫外信号检测领域，更涉及一种利用分立光学元件滤波提高抑制比的日盲紫外探测器及其制备方法。背景技术[0002]紫外光谱是指小于可见光波长的短光波，根据波长不同可以分为长波紫外线(320nm—400nm)，中波紫外线(280nm—320nm)，短波紫外线(200nm—280nm)，和真空紫外线(100nm—200nm)。长波紫外线的穿透能力较强，可以穿透地球大气的臭氧层，大部分都可以到达地面，因此又被称为“紫外窗口”；中波紫外线及其他紫外线的穿透能力很弱，几乎不能穿透地球的大气臭氧层到达地球表面，因此这一部分光波在大气中存在极少，故人们通常称为“日盲区紫外波段”。在实际生活中，如果我们要对某一事物进行探测时，虽然使用其他波段的光也可以实现探测，但是由于其他光波在大气环境中大量存在，就会干扰我们探测的准确性。而实际物体辐射的