nm，表面粗糙度RMS为1.76 nm，载流子浓度114 ~ 117 cnT3，电阻率为 1.1lXlO4 Ωο?。
[0039]III)金属电极制备:
接着在上述制得的光激活层薄膜基础上制作紫外探测器的电极:在上述步骤2)所得到的Zn4AlxSn7On18 (χ=0.5)薄膜上用电子束蒸发技术沉积一层100 nm的Al金属作为电极，之后进行蚀刻，电极3，4之间的间隔为400 μ m。
[0040]对上述得到的用Zn4Ala5Sn7Om75非晶氧化物薄膜作为光激活层的紫外探测器进行物理特性测试，其所采用的紫外光的波长为365 nm，如图5为测试所得的单脉冲响应曲线，其暗电流为6.53X 10_8 A，光电流为9.28X 10_7 A，光响应灵敏度为13.22，上升时间常数为4.69 S，下降时间常数为3.52 S。
[0041]实例3:制备Zn4AlxSn7Ow (x=l.0)非晶氧化物薄膜作为光激活层的紫外探测器。
[0042]I)准备石英衬底。
[0043]II)光激活层即非晶氧化物薄膜Zn4AlxSn7On18 (x=D的形成:I)将称量好的 Zn(NO3)2.6H20、Al (NO3)3.9H20 及 SnCl2+NH4N0j别溶解于二甲氧基乙醇+乙酰丙酮+14.5 M的氨水溶液里配成浓度为0.2 M的前驱体溶液，其中配置Zn源和Al源时二甲氧基乙醇、乙酰丙酮以及14.5M的氨水三者体积比为25:1:0.57，配置Sn源时三者体积比为25:1:0.285 ;然后在30°C下搅拌12 h，经过过滤后按照Zn: Al: Sn=4: 1.0:7比例混合均匀，陈化12 h ；
2)将步骤I)陈化后所得到的溶液在石英衬底上旋涂成膜，旋涂条件为:转速为2200rpm，旋涂时间为30 S，旋涂8次，每次旋涂后进行退火处理，退火处理的温度为300 V (可在250 -400 °C之间调节)，退火时间为30 min。得到的薄膜的分子式为=Zn4AlSn7O19.5。
[0044]对制得的薄膜进行薄膜厚度、表面粗糙度、载流子浓度以及电阻率测试，测试结果为:薄膜厚度约为120 nm，表面粗糙度RMS为1.24 nm，载流子浓度114 ~ 117 cnT3，电阻率为 6.42 X 15 Ωο?。
[0045]III)金属电极制备:
接着在上述制得的光激活层薄膜基础上制作紫外探测器的电极:在上述步骤2)所得到的Zn4AlxSn7On18 (χ=0.5)薄膜上用电子束蒸发技术沉积一层100 nm的Al金属作为电极，之后进行蚀刻，电极3，4之间的间隔为400 μ m。
[0046]对上述得到的用Zn4AlSn7019.5非晶氧化物薄膜作为光激活层的紫外探测器进行物理特性测试，其所采用的紫外光的波长为365 nm，如图6为测试所得的单脉冲响应曲线，其暗电流为2.06X10_9 A，光电流为3.57X10_8 A，光响应灵敏度为16.28，上升时间常数为4.61 s,下降时间常数为4.26 S。
[0047]上述实施例中，步骤2)中旋涂成膜的转速可以在2000 ~ 3000 r.p.m之间调节；根据所需的非晶氧化物薄膜厚度的选择，旋涂及退火重复次数可以增加或减少，旋涂时间也可以控制在10?60s之间；非晶氧化物薄膜厚度可以控制在50?200nm之间为佳，本发明实施例中采取了最佳120nm的选择。实施例中制备光激活层即非晶氧化物薄膜Zn4AlxSn7O1.5x+18使用的化学原料 Zn (NO 3) 2.6H20、Al (NO3) 3.9H20、SnCl2' NH4NO3的纯度均在99.99 % 以上。
【主权项】
1.一种紫外探测器，所述紫外探测器包含衬底(I)、光激活层(2)以及电极(3)和另一电极(4)，其中光激活层(2)覆盖于衬底(I)上表面，两个电极相对设置于光激活层(2)之上；其特征在于:所述光激活层(2)为非晶氧化物薄膜，所述非晶氧化物薄膜的化学式为Zn4AlxSn7O1.5x+18,其中 O 刍 x 刍 1.0。
2.根据权利要求1所述的一种紫外探测器，其特征在于:所述作为光激活层的非晶氧化物薄膜Zn4AlxSn7Oh5rti^tJ厚度为不小于50nm且不大于200nm。
3.根据权利要求2所述的一种紫外探测器，其特征在于:所述作为光激活层的非晶氧化物薄膜Zn4AlxSn7On18W厚度为120nm。
4.根据权利要求1所述的一种紫外探测器，其特征在于:所述紫外探测器的物理特性如下:暗电流为10_9~10_6 A ;光电流为10-8~10_5A ;响应灵敏度为10~50。
5.一种制备权利要求1?4任一项所述紫外探测器的方法，包括衬底准备步骤、光激活层形成步骤以及形成金属电极步骤，其特征在于:所述光激活层形成步骤为通过低温化学反应法形成化学式为Zn4AlxSn7O1.5x+18的非晶氧化物薄膜，其中O = x = 1.0。
6.根据权利要求5所述一种紫外探测器的制备方法，其特征在于:所述通过低温化学反应法形成光激活层即化学式为Zn4AlxSn7O1L18非晶氧化物薄膜的步骤包括如下: 1)将称量好的Zn(NO3) 2.6H20、Al (NO3) 3.9H20及SnCl2+NH4N0^别溶解于二甲氧基乙醇+乙酰丙酮+14.5 M的氨水溶液里，分别配成Zn源、Al源以及Sn源的前驱体溶液，所配得的前驱体溶液的浓度均为0.2 M ;搅拌均匀，前驱体溶液按Zn: Al: Sn = 4: x:7比例混合均匀； 2)将步骤I)陈化后所得到的溶液在衬底上旋涂成膜； 3)将步骤2)旋涂所得到的薄膜进行退火处理，退火处理的温度为250-400 0C ； 4)多次重复步骤2)和步骤3)，直到得到的薄膜厚度为50~200nm。
7.根据权利要求6所述一种紫外探测器的制备方法，其特征在于:步骤I)中所述的Zn (NO3) 2.6H20、Al (NO3) 3.9H20、SnCl2' NH4NO3的纯度均在 99.99 % 以上。
8.根据权利要求6所述一种紫外探测器的制备方法，其特征在于:步骤I)中配置Zn源和Al源时二甲氧基乙醇、乙酰丙酮以及14.5M的氨水三者体积比为25: 1:0.57，配置Sn源时三者体积比为25:1:0.285。
9.根据权利要求6所述一种紫外探测器的制备方法，其特征在于:步骤I)中所述的X的范围为:0兰X兰1.0。
10.一种用作紫外探测器光激活层的非晶氧化物薄膜，其特征在于:所述非晶氧化物薄膜的化学式为Zn4AlxSn7On18，其中Ofx=L 0，其物理特性为:载流子浓度114 ~ 117CnT3;电阻率为 10 -1O6 Qcm0
【专利摘要】本发明公开了一种紫外探测器及其制备方法，以及一种用作紫外探测器光激活层的非晶氧化物薄膜。该紫外探测器包含衬底、光激活层及一对电极，且光激活层为非晶氧化物薄膜，该非晶氧化物薄膜的化学式为Zn4AlxSn7O1.5x+18，其中0≦x≦1.0。制备本发明的紫外探测器的步骤包括衬底准备步骤、光激活层形成步骤以及形成金属电极步骤，其中光激活层形成步骤为通过低温化学反应法形成化学式为Zn4AlxSn7O1.5x+18的非晶氧化物薄膜。本发明制得的紫外探测器，暗电流为10-9~10-6A、光电流为10-8~10-5A，响应灵敏度为10~50。本发明使用的制备方法操作简单、成本低，制得的紫外探测器具有探测灵敏度高等优点，在军事、民用等领域具有重要的应用价值。
【IPC分类】H01L31-076, H01L31-09, H01L31-032, H01L31-20
【公开号】CN104617178
【申请号】CN201510055267
【发明人】吕建国, 江庆军, 孙汝杰, 冯丽莎, 朱恒伟
【申请人】浙江大学
【公开日】2015年5月13日
【申请日】2015年2月3日