[发明专利]基于氧化锌材料的紫外红外双色探测器及其制作方法

权利要求书

1.基于氧化锌材料的紫外红外双色探测器，其特征在于所述探测器包括衬底（10），在衬底（10）上依次生长的缓冲层（11）、第一n型欧姆电极接触层（12）、红外敏感层、第二n型欧姆电极接触层（16）、紫外敏感层（17），以及设置在紫外敏感层之上的透明电极层（19），在所述第一n型欧姆电极接触层（12）、第二n型欧姆电极接触层（16）和透明电极层（19）上分别设置有底部电极（22）、中间电极（21）和顶部电极（20）。

2.    根据权利要求1所述的基于氧化锌材料的紫外红外双色探测器，其特征在于所述衬底（10）采用的材料是蓝宝石、氧化锌或氧化镁；缓冲层（11）采用的材料是ZnO，厚度为0.02 μm至0.2 μm。

3.根据权利要求1所述的基于氧化锌材料的紫外红外双色探测器，其特征在于所述红外敏感层为由相互交替生长的第一本征层（13）与重掺杂n型层（14）构成的多周期层（15），其周期数为m，m在1~30之间；第一本征层（13）生长在第一n型欧姆接触层（12）上，禁带宽度为                                                ，材料为非故意掺杂的Zn_yMg_1-yO，电子载流子浓度为至，厚度为0.02至0.4 μm；重掺杂n型层（14）生长在第一本征层（13）上，禁带宽度为，且，采用的材料为ZnO或Zn_xMg_1-xO (x>y)，n型掺杂浓度浓度为至，厚度为0.02至0.4 μm。

4.根据权利要求1所述的基于氧化锌材料的紫外红外双色探测器，其特征在于所述第一n型欧姆电极接触层（12）采用的材料是ZnO，厚度在0.5 μm至1 μm之间，掺杂浓度n在至，掺入的杂质为Al或Ga；第二n型欧姆电极接触层（16）采用的材料为ZnO，n型掺杂浓度为至，厚度在0.1至 0.6 μm之间。

5.根据权利要求1所述的基于氧化锌材料的紫外红外双色探测器，其特征在于所述紫外敏感层（17）为禁带宽度为的第二本征层，且；采用的材料为ZnO或ZnMgO，电子载流子浓度n为至，厚度在0.2至 0.6 μm之间。

6.根据权利要求1所述的基于氧化锌材料的紫外红外双色探测器，其特征在于所述透明电极层（19）为Ni/Au或Pt/Au层，厚度分别为2~5nm/2~5nm。

7.根据权利要求1所述的基于氧化锌材料的紫外红外双色探测器，其特征在于所述顶部电极（20）Ni/Au/Ti/Au电极；中间电极（21）和底部电极（22）为Ti/Al/Ti/Au电极。

8.根据权利要求1所述的基于氧化锌材料的紫外红外双色探测器，其特征在于当紫外探测区域采用p-i-n结构时，所述探测器还包括P型层（18），P型层（18）生长在紫外敏感层（17）之上，透明电极层（19）设置在P型层（18）之上；P型层（18）采用的材料是ZnO或ZnMgO，厚度分别为0.02~0.2 μm，p型掺杂浓度在至。

9.一种权利要求1-7所述的基于氧化锌材料的紫外红外双色探测器的制作方法，其特征在于所述方法包括如下步骤：

步骤1：在衬底（10）上依次生长缓冲层（11）、第一n型欧姆电极接触层（12）、红外敏感层、第二n型欧姆电极接触层（16）、紫外敏感层（17）；

步骤2：经第一次光刻工艺和干法刻蚀露出部分第二n型欧姆接触层（16）；再经过第二次光刻工艺和干法刻蚀露出部分第一n型欧姆接触层（12）；

步骤3：经第三次光刻工艺在紫外敏感层（17）上形成透明金属窗口，用电子束镀膜设备或溅射设备依次淀积薄层金属，经退火后形成透明电极层（19）；

步骤4：经第四次光刻工艺在透明电极层（19）上形成透明电极窗口，用电子束镀膜设备或溅射设备在透明电极层（19）上淀积金属，形成双色探测器的顶部电极（20）；

步骤5：经第五次光刻工艺形成第一n型欧姆接触层窗口、第二n型欧姆接触层窗口，在步骤2和3中刻蚀露出的第二n型欧姆接触层（16）和第一n型欧姆接触层（12）上, 用电子束镀膜设备或溅射设备淀积金属，形成双色探测器的中间电极（21）和底部电极（22）。

10.根据权利要求9所述的基于氧化锌材料的紫外红外双色探测器的制作方法，其特征在于所述步骤（1）中，当紫外探测采用p-i-n结构时，接着在第二本征层（17）上生长一层p型层（18）；P型层（18）采用的材料是ZnO或ZnMgO，厚度为0.02~0.2 μm，p型掺杂浓度在至。