[发明专利]一种氧化锌基合金薄膜、紫外探测器及其制备方法

权利要求书

1.一种氧化锌基合金薄膜，其特征在于，所述氧化锌基合金薄膜中，ZnO和合金元素氧化物的质量比为（5~1000）：1；

所述氧化锌基合金薄膜的光吸收截止边为390~410nm；

所述合金元素选自Al、Li、Be、Hg、Co、Fe、Pb、Mn、Ti和Ni中的一种或多种；

所述氧化锌基合金薄膜具有陡峭的光吸收截止边；

所述光吸收截止边包括紫外光和可见光的光吸收截止边；

所述氧化锌基合金薄膜在吸收截止边位置，5nm波段范围内透射率下降70%~90%；

所述氧化锌基合金薄膜的长度为1~5cm；

所述氧化锌基合金薄膜的宽度为1~5cm；

所述氧化锌基合金薄膜的厚度为100~600nm；

所述氧化锌基合金薄膜的均方根粗糙度为0.1~2nm。

2.根据权利要求1所述的氧化锌基合金薄膜，其特征在于，所述氧化锌基合金薄膜具有单一相晶体结构。

3.根据权利要求1所述的氧化锌基合金薄膜，其特征在于，所述氧化锌基合金薄膜具有单一六角相晶体结构。

4.一种氧化锌基合金紫外探测器，其特征在于，包括权利要求1~3任意一项所述的氧化锌基合金薄膜层。

5.根据权利要求4所述的氧化锌基合金紫外探测器，其特征在于，所述氧化锌基合金紫外探测器还包括衬底；

所述氧化锌基合金薄膜层复合在所述衬底上；

复合在所述氧化锌基合金薄膜层上的叉指电极层；

所述叉指电极层的非叉指电极表面上设置有In颗粒。

6.根据权利要求5所述的氧化锌基合金紫外探测器，其特征在于，所述衬底包括蓝宝石衬底、石英衬底和氧化镁衬底中的一种或多种；

所述衬底的厚度为100~600 nm；

所述叉指电极层的材质包括金、银、铂和铝中的一种或多种；

所述叉指电极层的厚度为20~40nm；

所述叉指电极层中，叉指电极的指间距为2~10µm；

所述叉指电极层中，叉指电极的叉指的对数为10~25对；

所述叉指电极层中，叉指的长度为0.5~2 mm；

所述叉指电极层中，叉指的宽度为2~10 µm；

所述In颗粒的直径为1~3mm；

所述In颗粒的高度为0.1~1mm。

7.一种如权利要求5~6任意一项所述的氧化锌基合金紫外探测器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）在含有氧气的条件下，将有机锌源和有机金属化合物在加热衬底上进行化学气相沉积，降温后得到生长有氧化锌基合金薄膜的衬底；

所述金属为氧化锌基合金中的金属元素；

所述化学气相沉积过程中，氧气的分压为1x10²~1x10³ Pa；

所述加热衬底的温度为350~1050℃；

所述化学气相沉积的时间为0.5~5h；

所述化学气相沉积的温度为350~1050℃；

所述降温的速率为1~15℃/min；

2）将叉指电极材料真空蒸镀到氧化锌基合金薄膜表面，再经过光刻后，得到叉指电极层；

所述光刻为负胶光刻；

所述真空蒸镀的气压为0.001~0.01Pa；

所述真空蒸镀的蒸发电流为10~140A；

3）在上述步骤得到的叉指电极层的非叉指电极处按压In颗粒后，得到氧化锌基合金紫外探测器；

所述氧化锌基合金紫外探测器的光响应截止边为390~410nm；

所述氧化锌基合金紫外探测器具有MSM结构。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述有机锌源包括二乙基锌和/或二甲基锌；

所述有机金属化合物包括甲基金属化合物、乙基金属化合物、甲基茂基金属化合物和乙基茂基金属化合物中的一种或多种；

所述有机锌源的输送载气包括高纯氮气和/或高纯一氧化氮；

所述有机锌源的输送载气流速为10~20 sccm；

所述有机金属化合物的输送载气包括高纯氮气和/或高纯一氧化氮；

所述有机金属化合物的输送载气流速为10~100 sccm；

所述氧气的流速为150~1850sccm 。