[发明专利]一种快速响应紫外光探测器及制备方法

摘要

一种快速响应紫外光探测器及其制备方法，属于半导体光电探测器技术领域。从下到上由石英片衬底、Ag NPs内部修饰的纳米TiO₂薄膜有源层基体、在该有源层基体上制备的Au插指电极组成，待测的紫外光从石英片衬底底部入射。首先采用溶胶凝胶技术制备TiO₂溶胶，并在石英衬底上依次制备TiO₂薄膜、蒸镀Ag NPs、制备TiO₂薄膜，得到Ag NPs内部修饰的纳米TiO₂薄膜有源层基体材料；接着进行光刻、磁控溅射、剥离金属在薄膜表面形成插指图案的Au电极。本发明制备的快速响应紫外光探测器采用的工艺简单，而且Ag和TiO₂资源丰富，易于大规模生产，能够实现对波长250～350nm的紫外光的优良检测。

主权项

1.一种快速响应紫外光探测器，其特征在于：从下到上由石英片衬底、Ag NPs内部修饰的纳米TiO₂薄膜有源层基体、在该有源层基体上制备的Au插指电极组成，待测的紫外光从石英片衬底底部入射；并且Ag NPs内部修饰的纳米TiO₂薄膜有源层由如下步骤制备得到，(1)采用旋涂法将陈化的纳米TiO₂溶胶旋涂在处理后的石英片衬底上形成薄膜，旋涂速度为3000～3500转/分钟，100～120℃下烘干10～20分钟；重复此步骤1～4次；然后于450～500℃下烧结2～3小时，自然冷却至室温；(2)采用蒸镀法在所得TiO₂薄膜上蒸镀1.5～4nm的Ag NPs；(3)在生长有Ag NPs的TiO₂薄膜上继续旋涂TiO₂溶胶形成薄膜，旋涂速度为3000～3500转/分钟，100～120℃下烘干10～20分钟；重复此步骤1～4次；(4)最后于450～500℃下烧结2～3小时，自然冷却至室温，从而得到Ag NPs内部修饰的TiO₂薄膜有源层基体，该有源层的总厚度为80～120nm；(5)在Ag NPs内部修饰的TiO₂薄膜有源层衬底上旋涂一层厚度为1～2μm的光刻胶，80～100℃下前烘10～20分钟；采用与插指电极图案互补的掩膜板，对旋涂有光刻胶的衬底进行80～100秒的曝光，经过20～30秒的显影，最后在100～120℃下坚膜15～20分钟，从而在Ag NPs内部修饰的TiO₂薄膜有源层衬底上得到所需要的光刻胶插指电极图案；(6)将光刻后表面有光刻胶插指电极图案的衬底置于真空室中，抽真空至4.0×10^‑3～6.0×10^‑3Pa；接着通Ar气，溅射气压为3～5Pa，溅射功率为50～100W，溅射时间10～15分钟，溅射靶为Au靶；最后将衬底置于丙酮中超声30～50秒，未被曝光的光刻胶及覆盖其上的金属即被剥离，然后用去离子水冲洗后吹干，从而得到快速响应紫外光探测器。