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申请/专利权人：南京大学

摘要：本发明公开了日盲紫外探测器及其制备方法。探测元件由上至下包括由金属和氧化物的多周期滤波结构或称滤波层，紫外吸收体、叉指电极层、衬底层；多周期滤波结构顶部，底部均为电解质隔离层；由金属薄膜和电介质薄膜交替的多周期滤波结构生长在探测器的电介质隔离层上。多周期滤波结构尤其是交替生长氧化铝和铝。探测器结构采用背电极MSM结构，金属叉指电极制备在紫外吸收体与衬底之间，光信号从器件正面经过滤波结构射入紫外吸收体中，以避免叉指电极的阻挡，有效提高吸收效率。可实现日盲紫外波段的高效探测，同时对可见光、红外波段具有高抑制作用。

主权项：1.一种日盲紫外探测器，其特征是，所述探测器包括桥墩、桥臂和探测元件，探测元件包括紫外吸收体、叉指电极、隔离层和钝化层，探测元件由上至下包括由金属氧化物和金属制造的多周期滤波结构、紫外吸收体、叉指电极层、衬底层；多周期滤波结构顶部、底部分别为电介质钝化层、电介质隔离层，所述电介质钝化层为氧化铝钝化层，所述电介质隔离层为氧化铝隔离层；多周期滤波结构是交替生长氧化铝和铝；所述紫外吸收体厚度为80-200nm，紫外吸收体材料为氧化镓、金刚石、ZnMgO或AlGaN材料，底部电介质隔离层上沉积的滤波结构的铝厚度为12-18nm，氧化铝厚度为30-60nm；周期数在1-10之间；探测器叉指电极厚度为8-15nm，叉指间距为1.5μm，电极叉指宽度为1.5μm；氧化铝钝化层的厚度为20nm，氧化铝隔离层厚度为40nm；制备方法步骤如下：先在石英、蓝宝石或柔性透明衬底上沉积一层金属，用于半导体平面工艺制作叉指电极；在此基础上生长紫外光薄膜吸收层；然后在吸收层前部沉积一层电介质隔离层隔离紫外吸收体与滤波结构；随后在隔离层上制作多层薄膜滤波结构；最后在多层薄膜滤波结构形成电介质钝化层，具体如下：1先使用磁控溅射技术或MOCVD，在衬底上生长8-15nm厚的金属层；2基于半导体平面工艺技术，光刻技术刻蚀制作叉指电极，电极宽度1.5μm，叉指间距1.5μm；3在电极层上以磁控溅射技术或MOCVD，生长80-200nm厚的紫外吸收体薄膜层；4利用磁控溅射或MOCVD，交替生长12-18nm铝和30-60nm氧化铝薄膜层，组成滤波结构；5最后使用磁控溅射方法或MOCVD，在上述结构外侧生长一层20nm厚的氧化铝作钝化层，保护其中的金属电极、滤波结构不被氧化失效；探测器结构的探测机理是：光波先入射到滤波结构中，通过滤波结构的滤波作用，反射或吸收掉紫外波段之外的其他光波，剩余符合波矢匹配条件的紫外光进入探测器中，被紫外吸收体吸收，利用光生伏特效应，在紫外吸收体中激发出光生载流子，激发的电子和空穴极大地增加了紫外吸收体的电导率，在适当电压的作用下，光生电流比没有光照时大很多，输出与紫外光信号强度相关的电流信号；据此，探测器对入射光产生响应，实现对透射紫外光的探测；探测器结构的滤波机理是：首先考虑不同材料组成的多层膜结构，当光进入该结构时，会在每个界面产生反射和透射，每一个介质层中，光的传输特性用一个2×2的矩阵公式来表示： 把每一层介质看作是一层光学腔，Fm和Bm分别代表第m层中前向波与后向波的振幅；δm-1＝2πλgnm-1dm-1为第m-1层光学腔附加的相位厚度；nm-1为第m-1层材料的折射率，dm-1为第m-1层材料的光学厚度；光学腔效应用传输矩阵P来表示，而界面处的反射效应用反射矩阵R来表示，则上述公式表示为： 假如用nM和nD分别表示周期结构中金属层和介电层的折射率，用dM和dD分别表示金属层和介电层的厚度，在结构参数设计时，应满足以下Bragg条件：nMdM+nDdD＝l×λ02这里l为整数，λ0为光子禁带的中心波长；设计时λ0取某可见光波长，通过dM和dD的优化使得250nm波长处于禁带边缘，并同时具有较高抑制比。

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