[发明专利]一种具有光诱导位置敏感性的异质结

摘要

一种可用于精确测量位移、角度传感器的异质结ZnO薄膜/SiO₂/Si，该异质结具有显著的光诱导位置敏感性。通过射频磁控溅射方法，在保留有自然氧化层二氧化硅的p型单晶Si(100)晶面上沉积ZnO薄膜。再通过直流磁控溅射方法，在ZnO薄膜/SiO₂/Si异质结表面掩模，溅射A、B两个铟金属电极并相距7mm。根据本发明制备的ZnO薄膜/SiO₂/Si异质结具有显著的光诱导位置敏感性。当氦氖激光照射在ZnO薄膜/SiO₂/Si结构上表面的A位置时，样品的电阻达到一个最小值。激光照射位置由A向B移动时，样品的电阻逐渐增大，在B位置，样品的电阻达到一个最大值，其电阻变化率为1041％。

主权项

本发明的目的是提供一种新型的具有光诱导位置敏感性的异质结及其制备方法，其特征是通过射频磁控溅射方法，在保留有自然氧化层二氧化硅的p型单晶Si(100)晶面上沉积ZnO薄膜，其厚度为40‑60nm之间，构成ZnO薄膜/SiO₂/Si异质结。ZnO薄膜/SiO₂/Si结构上表面的A、B电极位置间距为7mm，当5mw，632.8nm的氦氖激光照射在A位置时，样品的电阻最小。光照位置由A向B位置移动时，样品的光诱导电阻逐渐增大。当照射在B位置时，样品电阻达到最大。样品的光诱导电阻与样品上表面光照位置存在线性关系，存在一个1041％的变化率。通过射频磁控溅射方法制备ZnO薄膜/SiO₂/Si异质结，该异质结由p型单晶Si(100)，自然氧化层二氧化硅，ZnO薄膜和A、B电极四部分构成。该异质结的制备包括以下几个步骤：步骤1：将p型单晶Si(100)分别用甲苯、丙酮、无水乙醇、去离子水超声清洗，取出后在氮气流中干燥备用；步骤2：溅射本底真空为1.6×10^‑4Pa，溅射气氛为氩气和氧气的混合气体，氩氧比为2：1，溅射气压为3.0Pa，溅射功率为84.5w；步骤3：采用直流磁控溅射方法，在ZnO薄膜/SiO₂/Si异质结表面掩模，溅射A、B两个铟金属电极并相距7mm。