[发明专利]具有钝化处理的宽禁带氧化物半导体薄膜层的紫外探测器及制备方法

权利要求书

1.一种具有钝化处理的宽禁带氧化物半导体薄膜层的紫外探测器，其特征在于：依次由衬底、经(NH₄)₂S溶液钝化处理的光敏感宽禁带氧化物半导体薄膜层和金属叉指电极组成。

2.如权利要求1所述的一种具有钝化处理的宽禁带氧化物半导体薄膜层的紫外探测器，其特征在于：衬底的厚度为3～5mm，长度和宽度均为12～18mm，薄膜层的厚度为100～200nm，金属叉指电极的厚度为30～150nm，电极宽度为5～60μm，电极间距为5～30μm。

3.如权利要求1所述的一种具有钝化处理的宽禁带氧化物半导体薄膜层的紫外探测器，其特征在于：衬底为石英、蓝宝石或硅，光敏感宽禁带氧化物半导体薄膜层为TiO₂、ZnO或SrTiO₃，金属叉指电极为Au或Pt。

4.一种具有钝化处理的宽禁带氧化物半导体薄膜层的紫外探测器的制备方法，其步骤如下：

（1）TiO₂薄膜的制备

将TiO₂溶胶以2500～3000rpm的转速旋涂在清洗后的衬底上，共旋涂3～5层；每层的匀胶时间为15～20s，每层TiO2溶胶在120～150℃条件下烘5～7分钟，空气中冷却3～5分钟；然后将旋涂好TiO₂溶胶的衬底片放在马弗炉中，550～650℃条件下烧结2～3小时，即形成锐钛矿型TiO₂薄膜；

（2）TiO₂薄膜的酸洗

用玻璃棒将质量分数为96～98%的浓硫酸缓慢引流加入到质量分数为30～40%的双氧水中，并不断搅拌配置成体积比为2～5：1的浓硫酸和双氧水的酸洗液，然后将TiO₂薄膜浸入此酸洗液中2～4分钟；

（3）硫化铵溶液的制备

将质量分数为37～40%的稀盐酸逐滴加入到不断搅拌的质量分数为10～25%的硫化铵溶液中，至溶液的pH值为6.8～7.2；

（4）TiO₂薄膜的表面钝化处理

将酸洗后的TiO₂薄膜浸泡在制备好的硫化铵溶液中，超声处理10～80分钟，超声功率为80～100W；最后将处理过的TiO₂薄膜去离子水冲洗、氮气流下吹干；

（5）TiO₂薄膜的真空低温退火

将钝化处理过的TiO₂薄膜放入真空干燥箱中，20℃～30℃条件下抽真空到10～20Pa以下，在100℃～120℃的条件下退火60～80分钟；

（6）TiO₂薄膜的清洁干燥

将退火后的TiO₂薄膜放在紫外清洗机中，在紫外光下照射20～30分钟去除表面有机污染物，再经去离子水冲洗后放入真空干燥箱中100℃～120℃脱水烘焙5～7分钟得到清洁干燥的硫化铵钝化处理过的TiO₂薄膜；

（7）金属叉指电极的制备

在清洁干燥后的硫化铵钝化处理过的TiO₂薄膜表面旋涂一层1～3μm厚的BP212正型光刻胶，放置在热板上70℃～80℃条件下前烘15～20分钟；然后在光刻机上，将与插指电极图形结构互补的掩膜板与旋涂了光刻胶的衬底调整好位置后紧密接触，曝光40～50秒；曝光后显影30～50秒，用去离子水冲洗后吹干，110℃～120℃条件下在热板上坚膜25～30分钟即在钝化处理过的TiO₂薄膜上得到与插指电极结构互补的光刻胶图形；然后采用射频磁控溅射技术在其上面溅射一层金属；最后用丙酮将光刻胶及其上面的金属超声刻蚀掉，超声功率为50～70W，得到厚度为30～150nm、电极宽度为5～60μm、电极间距为5～30μm的叉指电极；从而制备得到具有钝化处理的宽禁带氧化物半导体薄膜层的紫外探测器。

5.如权利要求4所述的一种具有钝化处理的宽禁带氧化物半导体薄膜层的紫外探测器的制备方法，其特征在于：步骤1）中清洗过的衬底，是用超声清洗的方法，分别以氯仿、甲醇、去离子水为清洗介质，并在清洗液中加入0.5～1.5g的金刚砂研磨剂，分别超声10～20分钟，超声功率为80～100W，然后在氮气流下吹干。