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一种半导体传感器及制备方法

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项目单位

兰州大学

材料科学与工程学院

研发完成时间: 2010-05

发布时间: 2017-05

行业类别: 半导体传感器领域

技术领域: 电子信息  新型电子元器件

关键字 : 半导体,传感器

技术创新: 本成果的由半导体纳米线构成的光传感器,价格低廉、重复性好,具有良好的生物兼容性,完全无毒,无环境公害。制备方法较为简便,工艺相对简单。

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成果概况

本成果公开一种用于紫外探测的传感器及其制备方法。本成果的半导体传感器由两个电极和位于两个电极之间的氧化锌纳米线并联集成。本成果的这种半导体传感器的制备方法是:首先在第一基片上生长出一层垂直于基片表面的氧化锌纳米线阵列,然后将氧化锌纳米线阵列转移到第二基片的表面,再将掩膜板上电极图形置于涂胶表面垂直于有取向的纳米线的两端且可盖住纳米线端部部分的位置进行曝光、显影、光刻,然后通过物理方法在光刻形成的电极区域内沉积至少一种导电金属制成电极,再将电极与纳米线从第二基片上剥离,在电极上连接导线,得到所需的器件。


专利情况

专利名称:一种半导体传感器及制备方法

专利号:CN201010190839.8


市场前景与领域运用

紫外探测是继红外探测和激光探测之后发展起来的一项新兴探测技术,在军用和民用领域都具有非常广大的应用前景。军用方面,20 世纪 80 年代后期国外已开始紫外技术的军用研究,并已取得一定的进展。美海军 C-130S 直升机和 P-3S 运输机上就有世界上第一台紫外线告警器 AAR-47,并在 1991 年海湾战争中投入实战,目前美国军方正在积极资助新型紫外探测器的研制,仅白玉兰光学技术公司就获得了 125 万美元的经费用于这方面的研究,参见柯边,《航天电子对抗》(2),47,2001。民用方面,在医学、生物学方面,特别是近几年在皮肤病诊断方面,紫外探测技术有着独特的应用效果。利用紫外探测技术在检测诊断皮肤病时可直接看到病变细节,也可用它来检测癌细胞、微生物、血色素、红血球、白血球、细胞核等,这种检测不但迅速、准确,而且直观、清楚。参见 :陈鹏,蒋献,Int J Dermatol Venereol,January 2007,Vol 33,No.1 ;徐 弋 青,王 颖,Shanghai Nursing,Jul.2009,Vol.9,No.4 ;张锐利,董岩,高金莲,J ClinDermatol,October 2006,Vo1.35,NO.10 ;张洪明毕志刚,国外医学皮肤性病学分册 2003 年第 29 卷第 3 期。 目前,紫外探测技术主要分为两类,分别是热探测器和光子探测器。热探测器是根据入射辐射的热效应引起探测材料某一物理性质变化而工作的一类探测器。探测材料因吸收入射紫外辐射,温度升高,可以产生温差电动势、电阻率变化、自发极化强度变化,或者气体体积与压强变化等,测量这些物理性质的变化,就能够测量被吸收的辐射功率。光子探测器是由于在光子的作用下,在半导体内部产生电子空穴对,从而改变其电性能,并测量光响应电流的变化量使其与紫外光子相对应的一种技术。 目前基于光子探测的紫外探测技术面临的主要问题有两方面。首先,光子照射产生的响应电流改变量非常微小,需要用昂贵的仪器来探测微小的电流信号。其次,光子照射半导体后,响应和回复时间较长,导致探测使用不便。对于第一个困难,目前的解决方案大致如下,R.S.Aga.Jr 等人用 CdTe 量子点修饰氧化锌纳米线表面,使得光响应曲线大致提高了不到 5nA,虽然光响应电流有所上升,但是探测 nA 级别的电流需要非常昂贵的仪器。J.H.He 等人将氧化锌纳米带表面进行了功能化,并且使得电信号强度大幅度提高到基线的 100 倍,但是由于基线几乎为零,所以实际光子照射后的电信号还是非常微弱,而且功能化的流程繁琐,不利于大规模应用。