[发明专利]一种PIN结构TiO2基紫外探测器及其制作方法

说明书

技术领域

本发明属于半导体器件领域，具体涉及一种用于紫外光探测的PIN结构的TiO₂基紫外光探测器及其制作方法。

背景技术

紫外光探测器是目前继红外和激光传感技术之后出现的又一军民两用光电探测技术。这种探测技术因其性能优异，抗干扰能力强，已广泛应用在飞行器、火箭及导弹尾焰探测、紫外通讯技术、冶金锻造、火焰预警等诸多领域。特别是在航空航天领域，对宇宙中重要信息——紫外辐射的探测，大型空间天文仪器的建造等都迫切需要一种先进的紫外线探测器件。因此，世界各国已经把研究性能先进、可靠，成本低廉的全固态紫外光探测器列为研究开发的重点课题。

目前，用于制备紫外光探测器的材料很多，如已投入商业和军事应用的紫外光电倍增管和硅基紫外光电探测器。光电倍增管需要在高压下工作，而且体积笨重、效率低，并且所需电路复杂，这在很大程度上限制了它的使用。相比之下作为半导体材料的硅基紫外光电探测器一般体积较小，重量较轻，并且不需要复杂的电路。由于Si材料成熟的技术，使得它已成为制作光探测器的最主要的材料。但是，作为窄禁带半导体，Si基材料不仅吸收紫外光，而且对可见光同样存在吸收，这使得硅基紫外光探测器件不得不使用昂贵的滤光片，这就大大提高了探测器的制造成本。而且，由于紫外光探测器大都工作在极其恶劣的环境下，如对火焰燃烧进行监视、在宇宙中对天体辐射进行探测等等，这些都是Si探测器所不能胜任的。

为了解决上述问题，同时保持全固体结型探测器件体积小，重量轻的优点，人们开始关注一些只吸收紫外光，并且耐高温、适合在恶劣环境中使用的宽带隙半导体材料。其中，SiC、GaN和金刚石材料因其宽的禁带宽度和优异的光电性能逐渐成为人们研究的热点。这些材料不仅禁带宽度适中，抗干扰能力强，适合在红外或可见光背景下进行紫外光探测，而且具有优秀的热导、热稳定性、化学惰性，非常适合光电子器件的制造。近年来，已有多个专利被提出(Kazushi Hayashi，Kobe；Takeshi Tachibana，Kobe；Yoshihiro Yokota，Kobe；Nobuyuki Kawakami，Kobe.Ultraviolet Sensor and Method for Manufacturing the Same，United States Patent:US 7,193,241 B2；王林军，夏义本，马莹，苏青峰，刘健敏.紫外光探测器的制备方法，中国：CN 1874009A；Gou-Chung Chi；Iinn-Kong Sheu；Meng-Che Chen；Min-Lum Lee.Ultraviolet Detector and Manufacture Method Thereof.United StatesPatent:US 7,009,185，B2；赵德刚，杨辉.PIN结构氮化镓基紫外探测器，中国：CN 1747184A；Giampiero de Cesare；Fernanda Irrera；Fabrizio Palma.Thin Film Detector ofUltraviolet Radiation，with High Spectral Selectivity Option.United States Patent:5,682,037；谢家纯，王丽玉.SiC肖特基紫外探测器，中国：CN 2703329Y)。但这些材料的制备通常需要应用昂贵的制造设备和衬底材料，这在无形中提高的制造成本，而且材料本身的制备工艺难度也较大。