比为3:30(氧气的流量为3SCCM，氩气的流量为30SCCM)，调节流量计使真空室压强控制在IPa;
[0086]2.3打开射频控制电源，进行预溅射1min后，控制磁控溅射的功率在60W，磁控溅射获得InZnO薄膜厚度为10nm，得半成品B;
[0087]3)采用磁控溅射法在所得半成品B上制备源电极、漏电极:
[0088]3.1将半成品B安装掩膜版后固定在专用样品托上，然后将其装入设备真空室的样品架上，溅射用InZnO陶瓷靶材以及靶材与衬底距离与制备有源层一致;开启机械栗对真空室预抽到1Pa以下，开启分子栗将真空室抽到10—5Pa;清洗通气管道，除去管道中的残留气体；
[0089]3.2向真空室通入高纯氩气，调节流量计使真空室压强控制在IPa;
[0090]3.3打开射频控制电源，进行预溅射1min后，控制磁控溅射的功率在60W，磁控溅射获得InZnO薄膜电极厚度为200nm，即得所述栅压控制的透明场效应紫外探测器。
[0091]实施例3
[0092]本实施例的栅压控制的透明场效应紫外探测器，为底栅顶电极结构，具体结构同实施例1。其中，所述透明InZnO膜为氧化铟掺杂氧化锌透明导电氧化物膜;所述透明InZnO膜中，氧化铟的质量百分含量为10%，余量为氧化锌。
[0093]所述栅电极绝缘层的厚度为250nm;所述有源层的厚度为150nm;所述源电极、漏电极的厚度为250nmo
[0094]本实施例的栅压控制的透明场效应紫外探测器的制备方法，包括下列步骤:
[0095]I)采用溶胶凝胶法制备栅电极绝缘层:
[0096]1.1取作为衬底的ITO导电玻璃，用去离子水、丙酮、酒精依次清洗后，备用；
[0097]1.2将乙醇与乙醇胺按照体积比为1.5:1的比例混合制成溶剂，将乙酰丙酮锆加入所述溶剂中，在45°C条件下磁力搅拌5h，待乙酰丙酮锆完全溶解，制成浓度为0.15mol/L的乙酰丙酮锆溶液；
[0098]1.3将清洗好的ITO导电玻璃放在匀胶机上，带有ITO导电层薄膜(ΙΤ0栅电极)的一侧向上放置，取乙酰丙酮锆溶液滴在衬底上面，迅速打开匀胶机，在转速为800r/min低转速和4000r/min高转速情况下分别转动匀胶8s和40s，以获得均匀的胶体薄膜，后将匀胶完毕的薄膜进行退火，即在270°C空气中保温40min，自动降温，制得具有栅电极绝缘层的半成品A;(此处可根据需要重复匀胶和退火的操作，以获得需要厚度的二氧化锆薄膜)
[0099]2)采用磁控溅射法在所得半成品A的栅电极绝缘层上制备有源层:
[0100]2.1将半成品A安装掩膜版后固定在专用样品托上，然后将其装入设备真空室的样品架上，InZnO陶瓷靶材纯度在99.9%，靶材和衬底的距离在15cm，开启机械栗对真空室预抽到1Pa以下，开启分子栗将真空室抽到10—5Pa;清洗通气管道，除去管道中的残留气体；
[0101]2.2向真空室通入高纯氧气和高纯氩气，使氧气和氩气的流量比为5:30(氧气的流量为5SCCM，氩气的流量为30SCCM)，调节流量计使真空室压强控制在5Pa;
[0102]2.3打开射频控制电源，进行预溅射15min后，控制磁控溅射的功率在80W，磁控溅射获得InZnO薄膜厚度为150nm，得半成品B;
[0103]3)采用磁控溅射法在所得半成品B上制备源电极、漏电极:
[0104]3.1将半成品B安装掩膜版后固定在专用样品托上，然后将其装入设备真空室的样品架上，溅射用InZnO陶瓷靶材以及靶材与衬底距离与制备有源层一致;开启机械栗对真空室预抽到1Pa以下，开启分子栗将真空室抽到10—5Pa;清洗通气管道，除去管道中的残留气体；
[0105]3.2向真空室通入高纯氩气，调节流量计使真空室压强控制在5Pa;
[0106]3.3打开射频控制电源，进行预溅射15min后，控制磁控溅射的功率在80W，磁控溅射获得InZnO薄膜电极厚度为250nm，即得所述栅压控制的透明场效应紫外探测器。
[0107]实验例
[0108]本实验例对实施例1所得栅压控制的透明场效应紫外探测器进行检测，即引出所得紫外探测器的源、漏、栅电极并对器件进行透过和光电测试。
[0109]该器件以及组成器件各组分薄膜的透过率测试结果如图3所示。从图3可以看出，整体器件和所有组分薄膜均有很好的透过性，整体透过率在90%以上。实验结果表明，本发明的栅压控制的透明场效应紫外探测器可以充分透过光照，适合做一些全透明器件应用。
[0110]在源漏电压2V的条件下进行栅极电压和源漏电流紫外光电测试，结果如图4所示。从图4可以看出，在365nm的紫外光照辐射下，源漏电极的光照电流有所增加，当辐照距离的不同所表现出不同的源漏电流，随着辐射量的增加呈现出的暗电流和光照电流的变化值差别越大，说明本发明的栅压控制的透明场效应紫外探测器具有良好的响应特性。同时，可以选择不同的栅压控制进行紫外探测，不同的辐射强度表现出较大差别的光生电流，也表明该器件具有较好的紫外探测能力。
【主权项】
1.一种栅压控制的透明场效应紫外探测器，其特征在于:包括: 衬底，为ITO导电玻璃;所述ITO导电玻璃上层ITO导电膜为ITO栅电极； 栅电极绝缘层，为透明ZrO2膜，位于所述ITO栅电极上； 有源层，为透明InZnO膜，位于所述栅电极绝缘层上； 源电极、漏电极，均为透明InZnO膜，分别与所述有源层连接。2.根据权利要求1所述的栅压控制的透明场效应紫外探测器，其特征在于:所述透明InZnO膜为氧化铟掺杂氧化锌透明导电氧化物膜;所述透明InZnO膜中，氧化铟的质量百分含量为1%?10%，余量为氧化锌。3.根据权利要求1所述的栅压控制的透明场效应紫外探测器，其特征在于:所述栅电极绝缘层的厚度为200?300nm;所述有源层的厚度为100?200nmo4.一种如权利要求1所述的栅压控制的透明场效应紫外探测器的制备方法，其特征在于:包括下列步骤: 1)采用溶胶凝胶法制备栅电极绝缘层，得半成品A; 2)采用磁控溅射法在所得半成品A上制备有源层，得半成品B: 3)采用磁控溅射法在所得半成品B上制备源电极、漏电极，即得。5.根据权利要求4所述的栅压控制的透明场效应紫外探测器的制备方法，其特征在于:步骤I)中，采用溶胶凝胶法制备栅电极绝缘层，具体为:将乙酰丙酮锆溶液在ITO导电玻璃上匀胶成膜，后退火，制得具有栅电极绝缘层的半成品A。6.根据权利要求5所述的栅压控制的透明场效应紫外探测器的制备方法，其特征在于:所述乙酰丙酮锆溶液中，乙酰丙酮锆的浓度为0.1?0.2mo I/L;所述乙酰丙酮锆溶液中，所用的溶剂为乙醇与乙醇胺的混合液。7.根据权利要求5所述的栅压控制的透明场效应紫外探测器的制备方法，其特征在于:所述退火的温度为240?300°C，保温时间为40?60min。8.根据权利要求4所述的栅压控制的透明场效应紫外探测器的制备方法，其特征在于:步骤2)和3)中，所述磁控溅射法均包括下列步骤: a)将衬底安装掩膜版后置于真空室中，将真空室抽真空； b)向真空室内通入氧气与氩气的混合气体或氩气，使真空室内压强为I?1Pa; c)开启射频电源进行磁控溅射。9.根据权利要求4或8所述的栅压控制的透明场效应紫外探测器的制备方法，其特征在于:采用磁控溅射法制备有源层时，通入真空室的气体为氧气与氩气的混合气体，氧气与氩气的流量比为3?10:30;磁控溅射的功率为60?150W。10.根据权利要求4或8所述的栅压控制的透明场效应紫外探测器的制备方法，其特征在于:采用磁控溅射法制备源电极、漏电极时，通入真空室的气体为氩气;磁控溅射的功率为60?1501
【专利摘要】本发明公开了一种栅压控制的透明场效应紫外探测器及其制备方法，该紫外探测器包括：衬底，为ITO导电玻璃；所述ITO导电玻璃上层ITO导电膜为ITO栅电极；栅电极绝缘层，为ZrO2膜，位于所述ITO栅电极上；有源层，为InZnO膜，位于所述栅电极绝缘层上；源电极、漏电极，均为InZnO膜，分别与所述有源层连接。该紫外探测器为整体全透明器件，透光性好；通过控制栅压大小调整器件工作状态，全透明紫外探测器和晶体管放大增益特性于一体，采用平面制备工艺，具有结构简单快捷，响应速度快，工作频带宽等优点，可以获得高速、大增益的紫外探测器件，在通信和检测领域有广阔的应用前景。
【IPC分类】H01L31/113, H01L31/032, H01L31/18
【公开号】CN105514211
【申请号】CN201510952140
【发明人】张新安, 赵俊威, 李爽, 张伟风
【申请人】河南大学
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2015年12月18日