一种太阳盲光紫外探测器及其制作方法

本申请涉及探测器，尤其是涉及一种太阳盲光紫外探测器及其制作方法。

背景技术：

1、太阳盲光紫外探测器因为太阳盲光紫外波段(200-280nm)被臭氧层所吸收而具有极弱的背景噪声而在弱信号检测中的应用而备受关注，如电晕和电弧检测、燃烧火焰监测、自由空间通信等。

2、但目前的太阳盲光紫外探测器的主要探测波段只能到达254nm或者更长波长的紫外光，无法对更短波长的太阳盲光紫外波段范围进行探测。实际应用中，对于太阳盲光紫外探测器要求全波段内的可变探测范围。

3、因此，有必要提供一种能探测紫外全波段内的太阳盲光紫外探测器。

技术实现思路

1、本申请提供一种太阳盲光紫外探测器，用以解决目前的太阳盲光紫外探测器的主要探测波段不够完全的问题。

2、一种太阳盲光紫外探测器，包括：

3、衬底；

4、第一氧化锗薄膜层，形成于所述衬底的表面；

5、第二氧化锗薄膜层，形成于所述第一氧化锗薄膜层的表面，所述第二氧化锗薄膜层与第一氧化锗薄膜层的带隙不同；

6、以及电极层，形成于所述衬底的一侧。

7、在其中的一个实施例中，所述第一氧化锗薄膜层为窄带隙，第二氧化锗薄膜层为宽带隙。

8、在其中的一个实施例中，所述电极层包括：

9、第一电极，形成于所述衬底背离所述第一氧化锗薄膜层的表面；以及

10、第二电极，形成于所述第二氧化锗薄膜层背离所述第一氧化锗薄膜层的表面；或者

11、所述电极层包括：

12、第一电极，形成于所述第一氧化锗薄膜层的表面；以及

13、第二电极，形成于所述第二氧化锗薄膜层的表面。

14、在其中的一个实施例中，所述衬底中形成有多个微孔洞，所述第一氧化锗薄膜层还覆盖于所述微孔洞的表面。

15、在其中的一个实施例中，所述第一氧化锗薄膜层及第二氧化锗薄膜层分别有多层，所述第一氧化锗薄膜层及第二氧化锗薄膜层交替设置。

16、在其中的一个实施例中，每个所述第一氧化锗薄膜层厚度范围为20nm -120nm，每个所述第二氧化锗薄膜层厚度范围为10nm -100nm。

17、本申请还涉及一种太阳盲光紫外探测器的制作方法，包括：

18、提供衬底；

19、于衬底的表面形成第一氧化锗薄膜层；

20、于第一氧化锗薄膜层的表面形成第二氧化锗薄膜层，所述第二氧化锗薄膜层与第一氧化锗薄膜层的带隙不同；

21、于所述衬底背离所述第一氧化锗薄膜层的表面形成第一电极；以及

22、于所述第二氧化锗薄膜层背离所述第一氧化锗薄膜层的表面形成第二电极。

23、在其中的一个实施例中，所述第一氧化锗薄膜层为窄带隙，第二氧化锗薄膜层为宽带隙。

24、在其中的一个实施例中，所述第一氧化锗薄膜层的制作方法包括：

25、提供溅镀靶材，其中溅镀靶材中钛的掺杂浓度范围为0-0.5at.%；

26、将钛锗合金置于氧气与氩气的混合气氛的环境，其中氧气与氩气的体积比为2:1；

27、利用磁控溅射方式在衬底的表面形成所述第一氧化锗薄膜层，所述第一氧化锗薄膜层的紫外波长吸收范围为235-280nm。

28、在其中的一个实施例中，所述第二氧化锗薄膜层的制作方法包括：

29、提供氧化锗靶材，其中氧化锗靶材中掺杂有金属镁原子或者金属镓原子，且掺杂浓度范围为0.01-0.1at.%；

30、将钛锗合金置于氧气与氩气的混合气氛的环境，其中氧气与氩气的体积比为2:1；以及

31、利用磁控溅射方式在第一氧化锗薄膜层的表面形成所述第二氧化锗薄膜层，所述第二氧化锗薄膜层的紫外波长吸收范围为200-235nm。

32、本申请提供的一种太阳盲光紫外探测器，能达到如下技术效果：

33、1.利用同质结的氧化锗薄膜层形成二维电子气，且通过添加不同的杂质离子以调整第一氧化锗薄膜层和第二氧化锗薄膜层使其具有不同的带隙，使探测器在太阳盲区的全波段（大约200-280纳米）内实现高灵敏度的探测。

34、2.在衬底中引入微孔洞并让第一氧化锗薄膜层覆盖微孔洞，有助于改善光的捕获和吸收，提高探测器的光电转换效率。

35、3.通过多层交替设置的第一和第二氧化锗薄膜层，增加了对紫外光的吸收路径，提高了探测器的响应度和灵敏度。

技术特征：

1.一种太阳盲光紫外探测器，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种太阳盲光紫外探测器，其特征在于：所述第一氧化锗薄膜层(2)为窄带隙，所述第一氧化锗薄膜层(2)中掺杂的钛元素或者锡元素的含量的含量是0-0.5at.%，第二氧化锗薄膜层(3)为宽带隙，所述第二氧化锗薄膜层(3)中掺杂的镓元素或者镁元素的含量是0.01-0.1at.%。

3.根据权利要求2所述的一种太阳盲光紫外探测器，其特征在于：所述电极层包括：

4.根据权利要求1-3任意一项所述的一种太阳盲光紫外探测器，其特征在于：所述衬底(1)中形成有多个微孔洞(20)，所述第一氧化锗薄膜层(2)还覆盖于所述微孔洞(20)的表面。

5.根据权利要求1-3任意一项所述的一种太阳盲光紫外探测器，其特征在于：所述第一氧化锗薄膜层(2)及第二氧化锗薄膜层(3)分别有多层，所述第一氧化锗薄膜层(2)及第二氧化锗薄膜层(3)交替设置。

6.根据权利要求5所述的一种太阳盲光紫外探测器，其特征在于：每个所述第一氧化锗薄膜层(2)厚度范围为20-120nm，每个所述第二氧化锗薄膜层(3)厚度范围为10-100nm。

7.一种太阳盲光紫外探测器的制作方法，其特征在于，包括：

8.根据权利要求7所述的一种太阳盲光紫外探测器的制作方法，其特征在于：所述第一氧化锗薄膜层(2)为窄带隙，第二氧化锗薄膜层(3)为宽带隙，所述第一氧化锗薄膜层(2)厚度范围为20-120nm，所述第二氧化锗薄膜层(3)厚度范围为10-100nm。

9.根据权利要求8所述的一种太阳盲光紫外探测器的制作方法，其特征在于：所述第一氧化锗薄膜层(2)的制作方法包括：

10.根据权利要求8所述的一种太阳盲光紫外探测器的制作方法，其特征在于：所述第二氧化锗薄膜层(3)的制作方法包括：

技术总结
本申请涉及一种太阳盲光紫外探测器及其制作方法，太阳盲光紫外探测器包括：衬底；第一氧化锗薄膜层，形成于所述衬底的表面；第二氧化锗薄膜层，形成于所述第一氧化锗薄膜层的表面，所述第二氧化锗薄膜层与第一氧化锗薄膜层的带隙不同；以及电极层，形成于所述衬底的一侧。在本申请中，第一氧化锗薄膜层和第二氧化锗薄膜层具有不同的带隙，有助于探测器在太阳盲区的全波段（大约200‑280纳米）内实现高灵敏度的探测。

技术研发人员：韦成铭,王旭,陈政委,孟冬冬
受保护的技术使用者：宁波大学
技术研发日：
技术公布日：2024/11/26