[发明专利]一种具有全波长的光探测器及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种光探测器及其制备方法，特别是涉及一种基于ZnO/La_1-xSr_xMnO₃异质结的红外、可见以及紫外光探测器及其制备方法。

背景技术

ZnO是一种宽禁带半导体，其禁带宽度为3.37eV，激子束缚能为60meV，这使得ZnO能够在比GaN高的多的温度下工作，是一种极具潜力的紫外光探测器的可选材料。已有的文献如P.Sharma and K.Sreenivas，Appl.Phys.Lett.，Vol.83，27(2003)和W.Yang，S.S.Hullavarad，B.Nagaraj，I.Takeuchi，R.P.Sharma，T.Venkatesan，R.D.Vispute，and H.Shen，Appl.Phys.Lett.82，3424(2003)等，报道了该类探测器均具有探测波长范围窄，仅限于探测紫外光的缺点。近年来科研领域研究热点之一的具有巨磁阻性能的钙钛矿型掺杂锰氧化物，在微电子学、光电子学和自旋电子学领域有着非常广泛的应用前景。本发明提供一种基于ZnO/La_1-xSr_xMnO₃异质结的红外光至可见光至深紫外光探测器的制备方法及其产品。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种将ZnO与La_1-xSr_xMnO₃制备成异质结，充分利用ZnO的宽禁带特性，让光充分的被异质结吸收，减少表面反射，提高光转换效率，从而制备成对红外光到可见光至深紫外光超快响应的ZnO/La_1-xSr_xMnO₃异质结探测器件及其制备方法。

本发明的目的是这样实现的：

本发明提供的具有全波长的光探测器包括：一基底，在基底上生长一层光响应层，第一电极、第二电极、第一电极引线和第二电极引线；其特征在于，所述的光响应层为ZnO或La_1-xSr_xMnO₃膜，还包括再在ZnO或La_1-xSr_xMnO₃膜上生长第二光响应层形成异质结，所述的第二光响应层为La_1-xSr_xMnO₃或ZnO膜，所述的ZnO/La_1-xSr_xMnO₃异质结结构与基底一起构成光探测器的芯片；所述的第一电极设置在ZnO膜上，第二电极设置在La_1-xSr_xMnO₃膜上，第一电极引线和第二电极引线连接在电极上；所述的La_1-xSr_xMnO₃，其中x为0.01-0.5。

在上述的技术方案中，还包括一电阻，所述的第一电极引线和第二电极引线与所述的电阻两端连接；还可以两个电极引线的输出端连接放大电路或电压测试设备。所述的电阻的阻值为0.01欧-1M欧姆，主要是为了在测量时，所得到的光响应值更真实地反应光探测芯片的光响应速度。

在上述的技术方案中，还包括一探测器外壳，将探测器安装在所述的探测器外壳内，用同轴电缆接头引出两个电极引线的输出端。

在上述的技术方案中，所述的基底可以是氧化镁、钛酸锶、掺铌钛酸锶、铝酸镧、蓝宝石、Si或SiC等。

在上述的技术方案中，所述的ZnO膜厚度在0.6纳米～10微米；所述的La_1-xSr_xMnO₃膜(LSMO薄膜)厚度在0.8纳米～10微米。

在上述的技术方案中，所述的第一电极和第二电极可以是一个点，也可以是一条线或面，电极可以用铟或焊锡直接焊接，也可以用Ag作为电极，用银胶直接涂覆后再在炉中低温(100-200℃)退火，还可以用真空镀膜方式制备：如脉冲激光沉积或磁控溅射、热蒸发等方法蒸镀铂、金、银或铝等金属电极，电极形状可以通过在薄膜样品前放置不同形状的模版实现；电极的形状也可以采用光刻或离子刻蚀等微加工方法来实现。

本发明提供的制备基于ZnO/La_1-xSr_xMnO₃异质结的光探测器的方法，利用制备薄膜的设备和工艺，按以下步骤进行：