基于硒化铟/硅的光电探测器及制备方法与流程

文档序号:11102190阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种基于硒化铟/硅的光电探测器,其特征在于,该光电探测器自下而上依次具有底电极、n型硅基体和二氧化硅隔离层,所述的二氧化硅隔离层上开有硅窗口,使二氧化硅隔离层成回形结构,在二氧化硅隔离层的上表面覆盖顶电极,顶电极的边界小于二氧化硅隔离层的边界;在顶电极的上表面覆盖硒化铟薄膜,硒化铟薄膜分别与顶电极内侧壁、二氧化硅隔离层上表面、二氧化硅隔离层内侧壁和硅窗口的上表面接触;硒化铟薄膜与n型硅基体接触形成硒化铟/硅异质结。

2.根据权利要求1所述的一种基于硒化铟/硅的光电探测器,其特征在于,所述底电极是与n型硅基体形成欧姆接触的电极,材料为镓铟共晶合金。

3.根据权利要求1所述的一种基于硒化铟/硅的光电探测器,其特征在于,所述顶电极是与硒化铟薄膜形成欧姆接触的电极,材料为铬金电极。

4.根据权利要求1所述的一种基于硒化铟/硅的光电探测器,其特征在于,所述n型硅基体的厚度为300~500μm,电阻率为1~10Ω·cm。

5.根据权利要求1所述的一种基于硒化铟/硅的光电探测器,其特征在于,所述二氧化硅隔离层的厚度为200~500nm。

6.根据权利要求1所述的一种基于硒化铟/硅的光电探测器,其特征在于,所述硒化铟薄膜的厚度为10~30nm。

7.一种权利要求1所述基于硒化铟/硅的光电探测器的制备方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:

(1)将商业标准4英寸低掺n型单抛氧化硅片(300nm厚度SiO2,电阻率为1~10Ω·cm,硅部分的厚度为300~500μm),通过丙酮溶液、异丙醇分别超声3‐5分钟后,用去离子水超声5min并用高纯氮吹干净,在硅片上通过光刻工艺(一次光刻)定义出电极图案,然后采用电子束蒸发技术,生长厚度约为5nm的铬黏附层,再用热蒸发技术生长厚度60nm的金电极,即顶电极,该金电极的宽度为10~50μm,接着进行剥离和清洗工艺;

(2)通过光刻工艺(二次光刻)定义硅窗口图案,并用标准缓冲氧化刻蚀剂BOE溶液(体积比NH4F:HF=6:1),通过湿法刻蚀去除的二氧化硅(刻蚀时间4分钟)裸露出硅表面,该硅窗口为边长100~500μm的方孔;

(3)用涉及热喷射的简单胶质合成方法来合成γ‐In2Se3纳米花材料。具体为:将24mmol的二氧化硒和30ml的1‐十八烯倒入100ml的三颈烧瓶中,并在氩气环境中200℃的温度下搅拌加热数小时,直到二氧化硒完全溶解,形成0.8M硒前体溶液。将1mmol氯化铟,8mmol的1‐十六胺,15ml的1‐十八烯和6ml油酸在室温下脱气,然后在220℃加热30分钟,形成透明的黄色铟前体溶液。将8ml的0.8M硒前体溶液迅速注入到加热至220℃的黄色铟前体溶液。将混合物搅拌10分钟,然后冷却到室温,获得固体γ‐In2Se3纳米花。将所获得的固体γ‐In2Se3纳米花通过离心法收集,用氯仿和异丙醇洗涤数次,并在60℃的真空下干燥,得到硒化铟材料。

(4)将步骤3制得的硒化铟材料溶解在乙醇溶剂中,悬涂在顶电极上表面、顶电极内侧壁、二氧化硅隔离层上表面、二氧化硅隔离层内侧壁和硅窗口的上表面,悬涂条件是500r/min,30s。悬涂后在70℃的热板上烘干10min。

(5)在n型硅基体底部涂覆镓铟共晶合金,并用导电铜箔胶带粘接金线至镓铟合金上,引出金线;在上表面的金电极上通过引线键合技术将金线引出。

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