硅量子点增强的氧化锌紫外探测器制造技术

本发明专利技术提供了一种硅量子点增强的氧化锌紫外探测器，包含：硅基板、氢化非晶硅层、多孔状氧化锌层、孔的内壁上形成硅量子点，形成硅量子后通过溶胶凝胶法在孔内填充氧化锌凝胶，并热处理使多孔氧化锌的孔被氧化锌封闭，形成硅量子点增强的氧化锌光活性层，形成硅量子点增强的氧化锌紫外探测器，能够提升紫外探测器的效率，充分利用照射到的光，使得传感器的灵敏度得到很大的提升。

Zinc oxide ultraviolet detector enhanced by silicon quantum dots

The invention provides a silicon quantum dot enhanced Zinc Oxide ultraviolet detector, which comprises: silicon substrate, hydrogenated amorphous silicon layer, porous Zinc Oxide layer, and silicon quantum dots on the inner wall of the hole. After forming silicon quantum, the Zinc Oxide gel is filled in the hole by sol-gel method, and the heat treatment makes the hole of porous Zinc Oxide closed by Zinc Oxide, forming silicon quantum dot enhanced optical activity. The formation of a silicon quantum dot enhanced zinc oxide ultraviolet detector can improve the efficiency of the ultraviolet detector, make full use of the irradiated light, so that the sensitivity of the sensor has been greatly improved.

【技术实现步骤摘要】
硅量子点增强的氧化锌紫外探测器本申请为申请号2017102832082、申请日2017年04月26日、专利技术名称“硅量子点增强的氧化锌紫外探测器”的分案申请。
本专利技术涉及一种传感器，具体涉及一种硅量子点增强的氧化锌紫外探测器。
技术介绍
紫外探测是一项重要的军民两用光电探测技术，它在火焰及导弹羽烟监控、空间通讯、有机污染与臭氧监控、化学与生物分析等方面有着广泛的应用；商业化的紫外探测器以硅为主，它需要滤除入射的可见光及红外光并需配置冷却部件；与此相比，带隙处于紫外区的宽禁带半导体如SiC、金刚石、GaN和ZnO等，天然地避免了硅探测器的这些问题；其中ZnO室温下的禁带宽度约为3.37eV，电子迁移率与晶体硅相近高达205-1000cm2/Vs，且ZnO晶体生长温度低、原料易得、价廉、环境友好，更重要的是，它具有很强的抗辐射能力，并且在紫外区有强烈的吸收而在可见区透明；它可望在强烈辐照的太空环境下实现高性能的紫外光电探测。ZnO基紫外探测研究中，较为突出的进展集中于薄膜器件的设计与制备，人们结合能带工程设计，采用多种薄膜技术，制备了Mg1-xZnxO合金材料，构建了Schottky、p-n、p-i-n等不同结构的紫外探测器，对可见盲区、甚至日盲区的光电响应特性作了很有意义探讨；尽管从理论上说，MgxZn1-xO的带隙可在3.3-7.8eV之间可调，可望实现160-380nm的宽范围紫外探测，但Mg1-xZnxO薄膜中相分离问题严重，结晶质量远需提高，且p型掺杂是一个众所周知的瓶颈问题。同时，具有较高比表面积和优良结晶性的ZnO纳米线，为构筑高灵敏度的紫外探测器件提供了良好的材料基础；许多研究表明ZnO纳米线在明暗电流、响应度及抑制比等指标上都有明显的优势，但器件制备工艺多采用“pickandplace”的方法，且见诸报道的探测范围主要处于可见盲区，并多为单一波长响应。如何向更宽范围的紫外波段扩展，并发展规模化制备工艺，仍需付诸努力。
技术实现思路
本专利技术提供一种新型结构的基于硅量子点增强的氧化锌紫外探测器，它能够加速载流子的收集，充分利用照射到的光，使得传感器的灵敏度得到很大的提升。本专利技术所采用的技术方案是：一种硅量子点增强的氧化锌紫外探测器，其特征在于，包含：硅基板；硅基板上形成一层氢化非晶硅层；所述氢化非晶硅层上形成多孔状氧化锌层，所述孔的孔径范围为50-600μm；所述孔的内壁上通过浸泡包含硅量子点的溶液使孔的内壁上形成硅量子点，浸泡过后的基板经过旋转基板去除多余的硅量子点溶液；形成硅量子后通过溶胶凝胶法在孔内填充氧化锌凝胶，并热处理使多孔氧化锌的孔被氧化锌封闭，形成硅量子点增强的氧化锌光活性层；所述光活性层上的透明导电氧化物层；以及硅基板另一侧的金属电极。进一步地，所述溶胶凝胶法填充凝胶的步骤重复三次以上保证多孔氧化锌层被填充。进一步地，所述硅量子点中还包括碳量子点，碳量子点的含量小于20％。进一步地，所述量子点存在于离子液体中。进一步地，所述多孔状氧化锌由氧化铝模板法制作形成。进一步地，所述氢化非晶硅层的厚度为5-30nm。进一步地，所述多孔状氧化锌与硅基板的厚度比例为1:2-5。进一步地，所述金属电极层的材料选自下列材料：银、铜、钯、锌、铂或者金。本专利技术的有益效果在于：本专利技术提供了一种新结构的氧化锡紫外探测器，其中包括多孔氧化锌层，通过硅量子点对多孔氧化锌层进行处理，形成硅量子点增强的氧化锌紫外探测器，能够提升紫外探测器的效率，充分利用照射到的光，使得传感器的灵敏度得到很大的提升。附图说明图1为本专利技术硅量子点增强的氧化锌紫外探测器的结构示意图。具体实施方式为了便于理解本专利技术，下面将参照相关附图对本专利技术进行更全面的描述。附图中给出了本专利技术的较佳的实施例。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容的理解更加透彻全面。下面将结合附图及具体实施例对本专利技术作进一步详细说明。参见图1，本专利技术提供一种新型结构的基于硅量子点增强的氧化锌紫外探测器，它能够加速载流子的收集，充分利用照射到的光，使得传感器的灵敏度得到很大的提升。本专利技术所采用的技术方案是：一种硅量子点增强的氧化锌紫外探测器，其特征在于，包含：硅基板1；硅基板1上形成一层氢化非晶硅层2；所述氢化非晶硅层2上形成多孔状氧化锌层，所述孔的孔径范围为50-600μm；所述孔的内壁上通过浸泡包含硅量子点的溶液使孔的内壁上形成硅量子点，浸泡过后的基板经过旋转基板去除多余的硅量子点溶液；形成硅量子后通过溶胶凝胶法在孔内填充氧化锌凝胶，并热处理使多孔氧化锌的孔被氧化锌封闭，形成硅量子点增强的氧化锌光活性层3；所述光活性层3上的透明导电氧化物层4；以及硅基板1另一侧的金属电极5。进一步地，所述溶胶凝胶法填充凝胶的步骤重复三次以上保证多孔氧化锌层被填充。进一步地，所述硅量子点中还包括碳量子点，碳量子点的含量小于20％。进一步地，所述量子点存在于离子液体中。进一步地，所述多孔状氧化锌由氧化铝模板法制作形成。进一步地，所述氢化非晶硅层2的厚度为5-30nm。进一步地，所述多孔状氧化锌与硅基板1的厚度比例为1:2-5。进一步地，所述金属电极5层的材料选自下列材料：银、铜、钯、锌、铂或者金。本专利技术提供了一种新结构的氧化锡紫外探测器，其中包括多孔氧化锌层，通过硅量子点对多孔氧化锌层进行处理，形成硅量子点增强的氧化锌紫外探测器，能够提升紫外探测器的效率，充分利用照射到的光，使得传感器的灵敏度得到很大的提升。附图中描述位置关系的用于仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，显然，本专利技术的上述实施例仅仅是为清楚地说明本专利技术所作的举例，而并非是对本专利技术的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本专利技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本专利技术权利要求的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种硅量子点增强的氧化锌紫外探测器，其特征在于，包含：硅基板；硅基板上形成一层氢化非晶硅层；所述氢化非晶硅层上形成多孔状氧化锌层，所述孔的孔径范围为50‑600μm；所述孔的内壁上通过浸泡包含硅量子点的溶液使孔的内壁上形成硅量子点，浸泡过后的基板经过旋转基板去除多余的硅量子点溶液；形成硅量子后通过溶胶凝胶法在孔内填充氧化锌凝胶，并热处理使多孔氧化锌的孔被氧化锌封闭，形成硅量子点增强的氧化锌光活性层；所述光活性层上的透明导电氧化物层；以及硅基板另一侧的金属电极；所述溶胶凝胶法填充凝胶的步骤重复三次以上保证多孔氧化锌层被填充；所述硅量子点中还包括碳量子点，碳量子点的含量小于20％。

【技术特征摘要】
1.一种硅量子点增强的氧化锌紫外探测器，其特征在于，包含：硅基板；硅基板上形成一层氢化非晶硅层；所述氢化非晶硅层上形成多孔状氧化锌层，所述孔的孔径范围为50-600μm；所述孔的内壁上通过浸泡包含硅量子点的溶液使孔的内壁上形成硅量子点，浸泡过后的基板经过旋转基板去除多余的硅量子点溶液；形成硅量子后通过溶胶凝胶法在孔内填充氧化锌凝胶，并热处理使多孔氧化锌的孔被氧化锌封闭，形成硅量子点增强的氧化锌光活性层；所述光活性层上的透明导电氧化物层；以及硅基板另一侧的金属电极；所述溶胶凝胶法填充凝胶的步骤重复三次以上保证多孔氧化锌层被填充；所述硅量子点中还包括碳量子点，碳量子点的含...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄晓敏，
申请(专利权)人：合肥智慧龙图腾知识产权股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34