專利名稱：一種光電導(dǎo)型紫外探測器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光電導(dǎo)型紫外探測器。
背景技術(shù)：
由于大氣層的影響，太陽輻射中波長位于240nm-280nm之間的光波被吸收，無法到達(dá)地球表面，因此，這個波段稱為日盲區(qū)。工作于日盲區(qū)的紫外探測器不會像紅外探測器那樣收到太陽輻射的嚴(yán)重干擾，可以在強(qiáng)太陽光下面正常工作。太陽盲區(qū)紫外探測技術(shù)具有重大的軍、民應(yīng)用前景，可廣泛應(yīng)用在航空器、火箭等的尾焰探測、導(dǎo)彈探測及制導(dǎo)、紫外保密通訊技術(shù)、火災(zāi)報(bào)警等方面。與紅外探測技術(shù)相比，太陽盲區(qū)紫外探測技術(shù)具有一定的優(yōu)勢，與紅外探測結(jié)合可以用于雙色制導(dǎo)、火災(zāi)報(bào)警等軍、民用領(lǐng)域。因此發(fā)展用于這種探測技術(shù)的材料是十分必要的。目前用于日盲型紫外探測器的材料主要有Si，SiC和GaAlN等。但Si和SiC由于對太陽光有響應(yīng)，不是真正意義上的日盲型材料，需要加裝昂貴的濾波片。GaAlN則是目前日盲型紫外探測器材料的最佳選擇之一，但存在制備復(fù)雜，制作成本高等缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種對太陽光不敏感的在日盲區(qū)工作的光導(dǎo)型紫外探測器。
本發(fā)明的光導(dǎo)型紫外探測器，其特征是自上而下依次由純氧化鎵濾光膜，銦鎵氧化物紫外敏感膜，叉指電極和絕緣襯底迭置而成。
氧化鎵的禁帶寬度為5.16eV，對應(yīng)的波長為240nm，位于太陽盲區(qū)的短波端，因此用作濾光膜，可以避免太陽光中波長小于240nm的光波的影響。
上述的銦鎵氧化物紫外敏感膜是表達(dá)式為InxGa2-xO3的銦鎵氧化物薄膜，式中0≤x≤0.52。本發(fā)明通過在氧化鎵中摻入適量銦后形成銦鎵氧化物來調(diào)節(jié)紫外敏感膜的響應(yīng)波長。氧化銦的禁帶寬度只有3.75eV，在氧化鎵中摻入一定量的銦形成銦鎵氧化物InxGa2-xO3，那么薄膜的禁帶寬度將減小。理論上，當(dāng)x＝0.52時，薄膜的禁帶寬度可降低之4.4eV左右，正好位于地球表面太陽盲區(qū)波長的上限(280nm，或4.4eV)附近。因此，只要調(diào)節(jié)摻入的銦的含量(0≤x≤0.52)，就可以在240nm-280nm范圍內(nèi)調(diào)節(jié)薄膜的響應(yīng)波長。
上述的氧化鎵和銦鎵氧化物薄膜由噴霧裂解法或溶膠-凝膠法制作，叉指電極可以由金或鉑等貴金屬制作，或者是由重?fù)诫s的多晶硅制作。所說的絕緣襯底是石英玻璃或表面生長有氧化硅膜的硅片。
本發(fā)明的紫外探測器以純氧化鎵薄膜為濾光層，以銦鎵氧化物為紫外敏感層，既可以濾去波長小于240nm的光，又使得探測器只對太陽盲區(qū)波長范圍內(nèi)的光波敏感。此外，由于叉指電極在敏感膜的下面，敏感膜受光面積大，避免了一般光導(dǎo)型探測器中叉指電極對受光面積的影響，因此靈敏度很高。本發(fā)明的紫外探測器具有結(jié)構(gòu)簡單，靈敏度高，成本低等優(yōu)點(diǎn)。


圖1是本發(fā)明的電導(dǎo)型紫外探測器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是純氧化鎵和銦鎵氧化物(x＝0.3)的透射光譜圖；圖3是本發(fā)明的電導(dǎo)型紫外探測器對太陽光及254nm波長紫外光的響應(yīng)曲線。
具體實(shí)施例方式
參照圖1，本發(fā)明的紫外探測器，自上而下依次由純氧化鎵濾光膜1，銦鎵氧化物紫外敏感膜2，叉指電極3和絕緣襯底4迭置而成。
紫外探測器制備實(shí)例本實(shí)例中，氧化鎵和銦鎵氧化物薄膜由噴霧裂解法獲得。對氧化鎵及銦鎵氧化物薄膜，噴鍍?nèi)芤悍謩e為氯化鎵及氯化鎵-氯化銦與酒精的混合液，其配制方法如下對于純氧化鎵膜，溶液配制時只需在無水乙醇中加入氯化鎵。對銦鎵氧化物膜，按所需比例將適量的氯化鎵和氯化銦溶解在無水乙醇中，本實(shí)例中，銦與鎵的原子比為0.3/1.7(即x＝0.3，或In0.3Ga1.7O3)。為了避免其他雜質(zhì)的影響，所用試劑均為分析純級。將上述按比例配制好的溶液在60攝氏度下用磁力攪拌器攪拌1個小時，形成均勻透明的溶液。襯底采用石英玻璃，上面預(yù)先制作好叉指電極。本實(shí)例中，叉指電極為重?fù)诫s的多晶硅，由標(biāo)準(zhǔn)的硅集成電路工藝制作，電極寬度及電極與電極之間的距離均為75微米。襯底溫度保持在400-700攝氏度之間，每層的噴涂時間均為5分鐘。噴涂時，載氣為空氣，氣壓0.4Mpa。先用配制好的銦鎵混合溶液噴涂銦鎵氧化物膜層，然后用配制好的純鎵溶液噴涂純氧化鎵膜層。對純氧化鎵及銦含量為x＝0.3的銦鎵氧化物膜，測試得到的透射光譜圖如圖2所示。由圖可見摻銦后的銦鎵氧化物薄膜的吸收譜明顯向長波長方向移動，即禁帶寬度相對純氧化鎵膜變小。
圖3是上述實(shí)例紫外探測器的調(diào)制光電導(dǎo)響應(yīng)特性曲線，圖中實(shí)心圓點(diǎn)表示太陽光下，空心圓點(diǎn)表示254nm紫外光，測試時對光強(qiáng)度進(jìn)行了調(diào)制，頻率為1Hz。從圖可以看出該探測器對太陽光只有很弱的光電導(dǎo)響應(yīng)，而對254nm波長的光有很大的光電導(dǎo)響應(yīng)，表明這種紫外探測器具有明顯得日盲特點(diǎn)。
權(quán)利要求
1.一種光電導(dǎo)型紫外探測器，其特征是該探測器自上而下依次由純氧化鎵濾光膜(1)，銦鎵氧化物紫外敏感膜(2)，叉指電極(3)和絕緣襯底(4)迭置而成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紫外探測器，其特征在于所說的銦鎵氧化物紫外敏感膜(2)是表達(dá)式為InxGa2-xO3的銦鎵氧化物薄膜，式中0≤x≤0.52。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紫外探測器，其特征在于所說的叉指電極(3)是金或鉑貴金屬或是重?fù)诫s的多晶硅。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紫外探測器，其特征在于所說的絕緣襯底(4)是石英玻璃或表面生長有氧化硅膜的硅片。
全文摘要
本發(fā)明的光導(dǎo)型紫外探測器自上而下依次由純氧化鎵濾光膜，銦鎵氧化物紫外敏感膜，叉指電極和絕緣襯底迭置而成。該紫外探測器以純氧化鎵薄膜為濾光層，以銦鎵氧化物為紫外敏感層，既可以濾去波長小于240nm的光，又使得探測器只對太陽盲區(qū)波長范圍內(nèi)的光波敏感。此外，由于叉指電極在敏感膜的下面，敏感膜受光面積大，避免了一般光導(dǎo)型探測器中叉指電極對受光面積的影響，因此靈敏度很高。本發(fā)明的紫外探測器具有結(jié)構(gòu)簡單，靈敏度高，成本低等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號G01N21/33GK1587996SQ20041005386
公開日2005年3月2日 申請日期2004年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月17日
發(fā)明者季振國, 杜娟 申請人:浙江大學(xué)