基于氧化物的紫外光敏傳感器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及紫外光敏傳感器領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及一種基于氧化物的紫外光敏傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]紫外光敏傳感器是一種探測(cè)紫外光輻照的光電器件，被廣泛應(yīng)用在環(huán)境監(jiān)測(cè)和保護(hù)，導(dǎo)彈發(fā)射探測(cè)，紫外光通訊，生物醫(yī)學(xué)研宄，以及天文學(xué)等領(lǐng)域。傳統(tǒng)的紫外光敏傳感器用真空管或者單晶硅等感光材料和濾波片組成，但是，這種傳感器探測(cè)波長(zhǎng)的選擇性不好，且靈敏度不高。因此，給其應(yīng)用帶來(lái)了極大的局限性。
[0003]為了解決上述問(wèn)題，人們經(jīng)過(guò)不斷的科學(xué)探索，發(fā)現(xiàn)寬禁帶半導(dǎo)體材料具有優(yōu)良的光電轉(zhuǎn)換特性，是極有應(yīng)用價(jià)值的紫外光電子器件材料，其中的氧化物材料具有尤為突出的紫外光響應(yīng)性能，因此，基于氧化物的紫外光敏傳感器應(yīng)運(yùn)而生。
[0004]但是，現(xiàn)有的紫外光敏傳感器中的氧化物大多采用水熱生長(zhǎng)法和氣相沉積法等常規(guī)的生長(zhǎng)方法進(jìn)行制備，這些方法不僅存在工藝復(fù)雜、對(duì)環(huán)境和設(shè)備要求高、成本高昂、一致性較差、不適用大規(guī)模生產(chǎn)的問(wèn)題，同時(shí)還存在制備出的氧化物對(duì)紫外光的靈敏度低的問(wèn)題，這就事必導(dǎo)致了現(xiàn)有技術(shù)中基于氧化物的紫外光敏傳感器也會(huì)出現(xiàn)上述同樣的問(wèn)題。因此，現(xiàn)有技術(shù)中缺少一種制備工藝簡(jiǎn)單、成本低廉，且靈敏度高的紫外光敏傳感器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的發(fā)明目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供了一種基于氧化物的紫外光敏傳感器，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中的紫外光敏傳感器制作工藝復(fù)雜、成本高昂及靈敏度低的問(wèn)題。
[0006]本發(fā)明的一個(gè)方面提供一種基于氧化物的紫外光敏傳感器，包括:基底、氧化物涂層、第一電極和第二電極；其中，
[0007]氧化物涂層形成在基底上，用于探測(cè)紫外光；
[0008]第一電極和第二電極相互不接觸，作為基于氧化物的紫外光敏傳感器的電信號(hào)輸出端。
[0009]進(jìn)一步地，基底為透明基底。
[0010]進(jìn)一步地，透明基底為石英玻璃基底。
[0011]進(jìn)一步地，氧化物涂層直接涂覆在基底上，第一電極和第二電極設(shè)置于氧化物涂層不與基底接觸的表面上。
[0012]進(jìn)一步地，氧化物涂層具有多孔型納米晶體結(jié)構(gòu)；其中，多孔型納米晶體結(jié)構(gòu)的孔隙率為30%至40%。
[0013]進(jìn)一步地，氧化物涂層為氧化鋅涂層、二氧化錫涂層、二氧化鈦涂層或五氧化二鈮涂層。
[0014]進(jìn)一步地，第一電極和第二電極均為叉指電極。
[0015]本發(fā)明的另一個(gè)方面提供一種基于氧化物的紫外光敏傳感器，包括:基底、第一電極、氧化物涂層和第二電極；其中，
[0016]第一電極形成在基底上；
[0017]氧化物涂層形成在第一電極上，用于探測(cè)紫外光；
[0018]第一電極包括使紫外光透過(guò)的第一照射區(qū)域，第一電極和第二電極相互不接觸，作為基于氧化物的紫外光敏傳感器的電信號(hào)輸出端。
[0019]進(jìn)一步地，基底為透明基底。
[0020]進(jìn)一步地，透明基底為石英玻璃基底。
[0021]進(jìn)一步地，第一電極整體為第一照射區(qū)域，氧化物涂層直接涂覆在第一電極的第一照射區(qū)域上，第二電極設(shè)置于氧化物涂層不與基底和第一電極接觸的表面上。
[0022]進(jìn)一步地，第一電極還包括不使紫外光透過(guò)的第二照射區(qū)域，氧化物涂層直接涂敷在第一電極的第一照射區(qū)域和第二照射區(qū)域上，第二電極設(shè)置于氧化物涂層不與基底和第一電極接觸的表面上。
[0023]進(jìn)一步地，氧化物涂層為氧化鋅涂層、二氧化錫涂層、二氧化鈦涂層或五氧化二鈮涂層。
[0024]進(jìn)一步地，氧化物涂層具有多孔型納米晶體結(jié)構(gòu)；其中，多孔型納米晶體結(jié)構(gòu)的孔隙率為30%至40%。
[0025]本發(fā)明公開(kāi)了一種基于氧化物的紫外光敏傳感器，具體介紹了基于氧化物的紫外光敏傳感器，通過(guò)在基底或電極上采用溶膠-凝膠法制備氧化物涂層，簡(jiǎn)化了紫外光敏傳感器的制備工藝，使該基于氧化物的紫外光敏傳感器具有制備工藝簡(jiǎn)單、易于控制、成本低廉、可大規(guī)模生產(chǎn)的優(yōu)勢(shì)；同時(shí)，該氧化物涂層具有多孔型納米晶體結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步提高了紫外光敏傳感器的靈敏度。
【附圖說(shuō)明】
[0026]圖1為本發(fā)明提供的基于氧化物的紫外光敏傳感器的第一種【具體實(shí)施方式】的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖2為本發(fā)明提供的不透明基底的俯視不意圖；
[0028]圖3為本發(fā)明提供的基于氧化物的紫外光敏傳感器的第二種【具體實(shí)施方式】的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖4為本發(fā)明提供的第一電極的俯視示意圖；
[0030]圖5為本發(fā)明提供的基于氧化物的紫外光敏傳感器的第一種【具體實(shí)施方式】的封裝示意圖；
[0031]圖6為本發(fā)明提供的基于氧化物的紫外光敏傳感器的第二種【具體實(shí)施方式】的封裝示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032]為充分了解本發(fā)明之目的、特征及功效，借由下述具體的實(shí)施方式，對(duì)本發(fā)明做詳細(xì)說(shuō)明，但本發(fā)明并不僅僅限于此。
[0033]如圖1所示，本發(fā)明第一種【具體實(shí)施方式】的紫外光敏傳感器，該基于氧化物的紫外光敏傳感器包括:基底10、氧化物涂層11、第一電極12和第二電極13 ;其中，氧化物涂層11形成在基底10上，用于探測(cè)紫外光；第一電極12和第二電極13相互不接觸，作為基于氧化物的紫外光敏傳感器的電信號(hào)輸出端。
[0034]其中，基底10可以為透明基底，也可以為不透明基底，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)需要進(jìn)行選擇，此處不做限定。當(dāng)采用透明基底時(shí)，優(yōu)選石英玻璃基底，其可以使紫外光更充分的透射到氧化物涂層11上，使基于氧化物的紫外光敏傳感器具有更高的靈敏度。另夕卜，應(yīng)當(dāng)注意的是，當(dāng)基底10采用不透明基底，且不透明基底完全不能透過(guò)紫外光時(shí)，如圖2所示，還需要在基底10上設(shè)置一個(gè)能夠使紫外光透過(guò)的區(qū)域21，當(dāng)然也可以是多個(gè)，此處不做限定，從而使紫外光能夠照射到氧化物涂層11上，也就是說(shuō)基底10包括能夠使紫外光透過(guò)的區(qū)域21和不能夠使紫外光透過(guò)的區(qū)域22。
[0035]其中，如圖1所示，氧化物涂層11直接涂覆在基底10上，第一電極12和第二電極13設(shè)置于氧化物涂層11不與基底10接觸的表面上。具體地，第一電極12與氧化物涂層11的表面I Ia (圖1中的左側(cè)表面)和表面Ilc (圖1中的下側(cè)表面)部分接觸，第二電極13與氧化物涂層11的表面Ilb (圖1中的右側(cè)表面)和表面Ilc部分接觸。在氧化物涂層11的表面IlC上的第一電極12和第二電極13之間存在一定距離，使得第一電極12和第二電極13相互不接觸。
[0036]其中，氧化物涂層11具有多孔型納米晶體結(jié)構(gòu)，多孔型納米晶體結(jié)構(gòu)的孔隙率為30%至40%。多孔型納米晶體結(jié)構(gòu)的孔隙率的大小直接影響了氧化物涂層11對(duì)紫外光的靈敏度，合適的孔隙率使得紫外光照射到氧化物涂層11后會(huì)被多次反射和折射，即光的傳播路徑會(huì)顯著增加，從而使氧化物涂層11更好的吸收紫外光，使其達(dá)到了更高的靈敏度。但是，孔隙率過(guò)大，會(huì)使氧化物的多孔型晶體結(jié)構(gòu)坍塌，孔隙率過(guò)小會(huì)直接影響傳感器的靈敏度，所以，制作合適的孔隙率顯得尤為重要。
[0037]應(yīng)當(dāng)注意的是，本發(fā)明的氧化物涂層11所采用的氧化物的禁帶寬度應(yīng)當(dāng)位于紫外光的能量范圍之內(nèi)，也就是說(shuō)禁帶寬度在紫外光的能量范圍之內(nèi)的氧化物都在本發(fā)明的保護(hù)范圍，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)需要進(jìn)行選擇，此處不做限定。假如紫外光的波長(zhǎng)范圍在185?400nm之間，根據(jù)公式Eg= hc/ λ可知，紫外光的能量范圍大約為3.0?6.7eV，氧化物的禁帶寬度應(yīng)當(dāng)在3.0?6.7eV之間，式中，EgS氧化物的禁帶寬度，h為普朗克常數(shù)，h = 6.63X 10_34了.s，c為在空氣中紫外光的傳播速度，c = 3.0X 108m/s，λ為紫外光的波長(zhǎng)。例如:氧化物涂層11可以為氧化鋅涂層、二氧化錫涂層、二氧化鈦涂層或者五氧化二鈮涂層。它們都具有較寬的禁帶寬度和較大的激子束縛能，并具有優(yōu)良的光電轉(zhuǎn)換特性，是極有應(yīng)用價(jià)值的紫外光電子器件材料。
[0038]其中，第一電極12和第二電極13可以為叉指電極。另外，第一電極12和第二電極13的材料可以為透明材料或者不透明材料，其中透明材料可為ITO或ATO導(dǎo)電玻璃等，不透明材料可為金屬或合金涂層，例如:金屬涂層可以是金、銀、鉬、鈕、銷(xiāo)、镲、銅、鈦、絡(luò)、錫、鐵、錳、鉬、鎢或釩涂層等；合金涂層可以是鋁合金、鈦合金、鎂合金、鈹合金、銅合金、鋅合金、錳合金、镲合金、鉛合金、錫合金、錦合金、秘合金、銦合金、鎵合金、鶴合金、鉬合金、銀合金或鉭合金涂層等。
[0039]下面對(duì)本實(shí)施方式中采用溶膠-凝膠法制備氧化物涂層進(jìn)行具體介紹。<