专利名称：制备太阳盲紫外探测器的方法
技术领域：
本发明涉及紫外探测器的制备方法，特别是一种对太阳盲紫外波段有响 应的紫外探测器的制备方法。
背景技术：
目前紫外探测技术已成为军民两用的探测技术，尤其在紫外告警、紫外
制导方面有广泛应用。目前，在制备导弹预警探测器中迫切需要在220nm到 280nm波段有响应并且在280nm附近具有吸收边的材料，MgZnO晶体薄膜作 为新兴的半导体光电材料，引起人们的极大兴趣，理论上可以实现吸收边从 160nm至lj375nm连续可调，近年来人们在ZnMgO紫外探测器方面进行了许 多研究工作，美国马里兰大学曾报道立方ZnMgO MSM结构紫外探测器光响 应截止边为230nm，但在长于230nm和接近280nm之间的MgZnO太阳盲波段探 测器国际上还未有报道。这主要是由于带边在太阳盲波段(220-280nm)的 MgZnO很容易形成结构分相，所以至今还没有吸收边和截止边位于这个波 段的MgZnO薄膜和其紫外探测器的报道.尤其是利用金属有机化学气相沉积 (MOCVD)方法生长立方相MgZnO薄膜还未见报道。
发明内容
本发明的目的是提出一种制备太阳盲紫外探测器的方法，以获得具有单 一立方相的、其吸收边从220nm到260nm的MgZnO薄膜层的紫外探测器。
本发明提出了一种制备太阳盲紫外探测器的方法，包括以下步骤采用 金属有机化学气相沉积(MOCVD)法在蓝宝石衬底上制备氧锌镁膜层，在 该氧锌镁膜层上再蒸镀Au膜层，用湿法刻蚀Au膜层制备出叉指形电极，其特
点在于，所述的氧锌镁膜层是在以下工艺条件下获得的具有单一立方相的、
其吸收边从220nm至U260nm的MgZnO薄膜
生长温度为300。C 50(TC，生长室真空度为2xlO"Pa，载气为99.9999%高 纯氮气，以二茂镁作为镁源，二乙基锌作为锌源，通过流量控制使生长室中 的Zn、 Mg摩尔浓度比为Zn/Mg = 0.4 ~1 ，氧气压力为2.5x105 Pa、流量为 550ml/min。
本发明利用MOCVD方法制备其截止边从230到280nm的日盲紫外波段 MgZnO探测器的方法，具有以下特点
1. 通过MOCVD方法可以较为容易的制备具有立方相MgZnO合金薄膜， 其吸收波段从220nm到260nm，而且不出现分相，具有很好的重复性；
2. 采用本发明方法制备的MgZnO探测器，其紫外/可见抑制比大于3个量 级，光响应截止边在230-280nm连续可调，这对于导弹预警具有极高的应用 价值。
具体实施例方式
通过以下实施例对本发明方法作进一步说明。 实施例l
在MOCVD设备上，采用C面蓝宝石为衬底，以二茂镁作为镁源，二乙基 锌作为锌源，载气为99.9999%高纯氮气，按以下工艺条件制备单一立方相 MgZnO薄膜
衬底温度为45(TC，生长室真空度为2xlO"Pa，氧气流量为550ml/min (压 力2.5xl()Spa)，通过流量控制使生长室中的Zn、Mg摩尔浓度比为Zn/Mg二0.4， 获得结构式为Mg。.7Zn。.30的合金薄膜。
在该合金薄膜上再用热蒸发法蒸镀Au膜层，以传统湿法刻蚀工艺刻蚀Au 膜层制备出叉指形电极，即制得Mga7Zno.30 MSM结构太阳盲紫外探测器。
通过对该层Mg。.7Zno.30薄膜进行XRD表征，得到(111)方向的单一衍射 峰，并呈现立方结构。利用紫外吸收光谱测量，经过计算，吸收边为220nm。 获得的太阳盲紫外探测器的光响应截止边为230nm，其紫外可见比 (220nm/400nm)大于3个数量级。
实施例2
在MOCVD设备上，采用C面蓝宝石为衬底，以二茂镁作为镁源，二乙基 锌作为锌源，载气为99.9999%高纯氮气，按以下工艺条件制备单一立方相 MgZnO薄膜
衬底温度为45(TC，生长室真空度为2xlO"Pa，氧气流量为550ml/min (压 力2.5xl()Spa)，通过流量控制使生长室中的Zn、 Mg摩尔浓度比为Zn/Mg = 0.65，获得结构式为Mgo.52Zno.480的合金薄膜。
在该合金薄膜上再用热蒸发法蒸镀Au膜层，以传统湿法刻蚀工艺刻蚀Au 膜层制备出叉指形电极，即制得Mg。.52Zn。.4sO MSM结构太阳盲紫外探测器。
通过对Mga52Zn。.4sO薄膜进行XRD表征，得到(111)方向的单一衍射峰， 并呈现立方结构。利用紫外吸收光谱测量，经过计算，吸收边为255nm。获 得的太阳盲紫外探测器的光响应截止边为273nm ，其紫外可见比 (255nm/400nm)大于3个数量级。
实施例3
在MOCVD设备上，采用C面蓝宝石为衬底，以二茂镁作为镁源，二乙基 锌作为锌源，载气为99.9999%高纯氮气，按以下工艺条件制备单一立方相 MgZnO薄膜
衬底温度为450。C，生长室真空度为2xlO"Pa，氧气流量为550ml/min (压 力2.5xl()Spa)，通过流量控制使生长室中的Zn、 Mg摩尔浓度比为Zn/Mg =1 ， 获得结构式为Mg。.5Zn。.50的合金薄膜。
在该合金薄膜上再用热蒸发法蒸镀Au膜层，以传统湿法刻蚀工艺刻蚀Au 膜层制备出叉指形电极，即制得Mga52Zno.480 MSM结构太阳盲紫外探测器。
通过对Mg。.5Zno.50薄膜进行XRD表征，得到(111)方向的单一衍射峰， 并呈现立方结构。利用紫外吸收光谱测量，经过计算，吸收边为260nm。器 件的光响应截止边为280nm，其紫外可见比(260nm/400nm)大于3个数量级。
实施例4
在MOCVD设备上，采用C面蓝宝石为衬底，以二茂镁作为镁源，二乙基 锌作为锌源，载气为99.9999%高纯氮气，按以下工艺条件制备单一立方相 MgZnO薄膜
衬底温度为300C，生长室真空度为2xlO"Pa，氧气流量为550ml/min (压 力2.5xl()Spa)，通过流量控制使生长室中的Zn、Mg摩尔浓度比为Zn/Mg =0.65， 获得结构式为Mg。.52Zn,0的合金薄膜。
在该合金薄膜上再用热蒸发法蒸镀Au膜层，以传统湿法刻蚀工艺刻蚀Au 膜层制备出叉指形电极，即制得MgQ.52Zn。.480 MSM结构太阳盲紫外探测器。
通过对Mg。.52Zn。.480薄膜进行XRD表征，得到(111)方向的单一衍射峰， 并呈现立方结构。利用紫外吸收光谱测量，经过计算，吸收边为255nm。获 得的太阳盲紫外探测器的光响应截止边为273nm ，其紫外可见比 (255nm/400nm)大于3个数量级。
实施例5
在MOCVD设备上，采用C面蓝宝石为衬底，以二茂镁作为镁源，二乙基 锌作为锌源，载气为99.9999%高纯氮气，按以下工艺条件制备单一立方相 MgZnO薄膜
衬底温度为400C，生长室真空度为2xl04a，氧气流量为550ml/min (压 力2.5xl()Spa)，通过流量控制使生长室中的Zn、Mg摩尔浓度比为Zn/Mg =0.65， 获得结构式为Mga52Zn,0的合金薄膜。 在该合金薄膜上再用热蒸发法蒸镀Au膜层，以传统湿法刻蚀工艺刻蚀Au 膜层制备出叉指形电极，即制得Mg。.52Zno.480 MSM结构太阳盲紫外探测器。
通过对Mgo.52Zno.480薄膜进行XRD表征，得到(111)方向的单一衍射峰， 并呈现立方结构。利用紫外吸收光谱测量，经过计算，吸收边为255nm。获 得的太阳盲紫外探测器的光响应截止边为273nm ，其紫外可见比 (255nm/400nm)大于3个数量级。
实施例6
在MOCVD设备上，采用C面蓝宝石为衬底，以二茂镁作为镁源，二乙基 锌作为锌源，载气为99.9999%高纯氮气，按以下工艺条件制备单一立方相 MgZnO薄膜
衬底温度为500。C，生长室真空度为2xlO"Pa，氧气流量为550ml/min (压 力2.5x 105 Pa)，通过流量控制使生长室中的Zn、Mg摩尔浓度比为Zn/Mg =0.65， 获得结构式为Mga52Zno.4sO的合金薄膜。
在该合金薄膜上再用热蒸发法蒸镀Au膜层，以传统湿法刻蚀工艺刻蚀Au 膜层制备出叉指形电极，即制得Mga52Zna4sO MSM结构太阳盲紫外探测器。
通过对Mg。.52Zno.480薄膜进行XRD表征，得到(111)方向的单一衍射 峰，并呈现立方结构。利用紫外吸收光谱测量，经过计算，吸收边为255nm。 获得的太阳盲紫外探测器的光响应截止边为273nm，其紫外可见比 (255nm/400nm)大于3个数量级。
权利要求
1.一种制备太阳盲紫外探测器的方法，包括以下步骤采用金属有机化学气相沉积法在蓝宝石衬底上制备氧锌镁膜层，在该氧锌镁膜层上再蒸镀Au膜层，用湿法刻蚀Au膜层制备出叉指形电极，其特征在于，所述的氧锌镁膜层是在以下工艺条件下获得的具有单一立方相的、其吸收边从220nm到260nm的MgZnO薄膜生长温度为300℃～500℃，生长室真空度为2×104Pa，载气为99.9999％高纯氮气，以二茂镁作为镁源，二乙基锌作为锌源，通过流量控制使生长室中的Zn、Mg摩尔浓度比为Zn/Mg＝0.4～1，氧气压力为2.5×105Pa、流量为550ml/min。
全文摘要
本发明涉及紫外探测器的制备方法，特别是一种制备太阳盲紫外探测器的方法，采用金属有机化学气相沉积法在蓝宝石衬底上制备氧锌镁膜层，在该氧锌镁膜层上再蒸镀Au膜层，用湿法刻蚀Au膜层制备出叉指形电极，所述的氧锌镁膜层是在以下工艺条件下获得的具有单一立方相的、其吸收边从220nm到260nm的MgZnO薄膜生长温度为300℃～500℃，生长室真空度为2×10<sup>4</sup>Pa，载气为99.9999％高纯氮气，以二茂镁作为镁源，二乙基锌作为锌源，通过流量控制使生长室中的Zn、Mg摩尔浓度比为Zn/Mg＝0.4～1，氧气压力为2.5×10<sup>5</sup>Pa、流量为550ml/min。本发明方法所获得的立方相MgZnO合金薄膜，不出现分相，具有很好的重复性；其紫外/可见抑制比大于3个量级，光响应截止边在230-280nm连续可调。
文档编号H01L31/18GK101345272SQ200810051098
公开日2009年1月14日 申请日期2008年8月21日 优先权日2008年8月21日
发明者单崇新, 斌 姚, 张吉英, 张振中, 李炳辉, 申德振, 赵东旭, 鞠振刚 申请人:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所