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专利号: 2020111979482
申请人: 苏州大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-12-22
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种紫外-可见-近红外硅基光电探测器,所述的光电探测器为复合层式结构,其特征在于:沿着光入射方向依次包括透明保护层、粘结剂、正面金属薄膜层、无序纳米碗阵列化硅基底、背面金属薄膜层、底板;其中所述的正面金属薄膜层以无序纳米碗阵列化硅基底为基底,并通过物理法沉积所得;所述的正面金属薄膜层与无序纳米碗阵列化硅基底形成肖特基接触,所述的背面金属薄膜层与无序纳米碗阵列化硅基底形成欧姆接触;且所述的正面金属薄膜层作为探测器的前导电电极,所述的背面金属薄膜层作为探测器的后导电电极。

2.根据权利要求1所述的一种紫外-可见-近红外硅基光电探测器,其特征在于:所述的正面金属薄膜层的厚度为5~50nm。

3.根据权利要求1所述的一种紫外-可见-近红外硅基光电探测器,其特征在于:所述的背面金属薄膜层的厚度为50~5000nm。

4.根据权利要求1所述的一种紫外-可见-近红外硅基光电探测器,其特征在于:所述的无序纳米碗阵列化硅基底上纳米碗的直径范围为40~500nm,深度为50~1000nm,所有纳米碗的投影面积之和占器件整体投影面积的填充比为50%~100%。

5.根据权利要求1所述的一种紫外-可见-近红外硅基光电探测器,其特征在于:所述的正面金属薄膜层的材质包括:金、铂、银、铝、钛中的任意一种。

6.根据权利要求1所述的一种紫外-可见-近红外硅基光电探测器,其特征在于:所述的背面金属薄膜层的材质包括:银、铝、铟、镓、金、铂、镍中的任意一种或其任意两种以上的组合。

7.根据权利要求1所述的一种紫外-可见-近红外硅基光电探测器,其特征在于:所述的无序纳米碗阵列化硅基底为n型或p型掺杂,掺杂浓度为1014~1018cm-3,厚度为10~1000μm。

8.根据权利要求1所述的一种紫外-可见-近红外硅基光电探测器,其特征在于:有机硅胶、聚氟乙烯、聚乙烯醇缩丁醛、乙烯聚醋酸乙烯酯中的任一种。

9.一种紫外-可见-近红外硅基光电探测器制备方法,以单面抛光n型或p型单晶硅为基底,其特征在于:包括:

1)对其进行化学清洗之后,在其抛光面沉积10~30nm厚的金或银薄膜;

2)在500~800℃氮气的氛围下快速退火处理2~8分钟;

3)在HF和H2O2的混合水溶液中腐蚀0.5~3分钟,得到硅纳米孔阵列,硅纳米孔底部银纳米颗粒为银或金催化剂;

4)去除硅基底内部残留的银纳米颗粒;

5)化学清洗之后,将硅纳米孔阵列在空气中进行热氧化处理;

6)稀HF浸泡热氧化后的硅,以去除氧化层,将一次热氧化和一次去氧化层处理合称为一次扩孔处理,得到深纳米碗结构阵列;

7)重复进行步骤5)和6),即两次扩孔处理,得到浅纳米碗阵列;

8)在硅纳米结构阵列的表面蒸镀、溅射或涂覆5~50nm的等离子体金属层作为正面金属薄膜层,根据硅基底的掺杂类型选择可激发等离子共振效应的金属材质,以使所选择金属与硅基底形成肖特基接触;

9)在未经过表面纳米结构化处理的硅基底背面蒸镀、溅射或涂覆50~5000nm的导电层作为背面金属薄膜层,根据硅基底的掺杂类型选择金属材质,以使所选金属与硅基底形成欧姆接触;

10)分别在正面金属薄膜层与背面金属薄膜层上引出导线;

11)将经过上述处理后的硅基底至于底板上,底板材料为普通玻璃、铝合金、有机玻璃、聚氟乙烯、聚氟乙烯复合膜、合成橡胶中的任一种;

12)使用粘结剂将硅基器件与底板连接在一起,并固定住,粘结剂为有机硅胶、聚氟乙烯、聚乙烯醇缩丁醛、乙烯聚醋酸乙烯酯中的任一种;

13)在粘合剂的上方放置透明保护层,盖板材料为石英玻璃、有机玻璃、聚碳酸酯中的任一种。