[發(fā)明專利]用于紫外光探測器的雙層減反射膜及其制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710008768.3
• 申請日: 2007-03-30
• 公開（公告）號: CN101055320A
• 公開（公告）日: 2007-10-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳正云;張峰;朱會麗
• 申請（專利權(quán)）人: 廈門大學(xué)
• 主分類號: G02B1/10
• 分類號: G02B1/10;G02B1/11
• 代理公司: 廈門南強(qiáng)之路專利事務(wù)所
• 代理人: 馬應(yīng)森

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種光學(xué)薄膜，尤其是涉及一種用于紫外光探測器的雙層減反射薄膜的設(shè)計(jì)及其制造工藝。

背景技術(shù)

減反射膜在光電探測器(PD)、發(fā)光二極管(LED)以及太陽能電池等半導(dǎo)體器件上有著廣泛的應(yīng)用。近年來，在軍用和民用等領(lǐng)域具有重要應(yīng)用價(jià)值的SiC基和GaN基紫外探測器已經(jīng)研制成功。為了進(jìn)一步提高紫外探測器的性能，紫外減反射膜的研究具有很重要的意義。

為了獲得具有高量子效率和響應(yīng)度的探測器，應(yīng)盡量減少紫外光在探測器光敏面的反射，以使光子能夠最大限度地進(jìn)入半導(dǎo)體內(nèi)生成電子-空穴對。一般的方法是在探測器光敏面上生長一層光學(xué)厚度為1/4光波長的SiO₂作為減反射膜，公開號為CN1309191的發(fā)明專利申請?zhí)峁┮环NInSb紅外焦平面列陣器件減反射膜淀積方法及專用掩膜架。但SiO₂的缺點(diǎn)是抗離子玷污能力和抗輻射性能較差，尤其是這種單層減反射膜對4H-SiC襯底仍然具有高于3.0％的反射率，這對于高響應(yīng)度探測器是不能滿足其要求的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有的單層SiO₂減反射膜存在效率低、抗離子玷污力差和抗輻射性能不強(qiáng)等缺點(diǎn)，提供一種具有高減反射效率以及抗玷污力和抗輻射性能強(qiáng)的主要用于紫外光探測器的雙層紫外減反膜及其制備方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案是從透光性、機(jī)械強(qiáng)度、抗輻射、抗離子玷污和附著力等方面綜合考慮，采用Al₂O₃/SiO₂/4H-SiC結(jié)構(gòu)，選用Al₂O₃和SiO₂制備紫外雙層減反射膜，以提高探測器的量子效率和響應(yīng)度。

本發(fā)明所述的用于紫外光探測器的雙層減反射膜設(shè)有n⁺型4H-SiC襯底，在n⁺型4H-SiC襯底上從下到上依次生長SiO₂層和Al₂O₃層，其中SiO₂層的厚度為d₁＝λ/2n₁，Al₂O₃層的厚度為d₂＝λ/4n₂，其中λ為光波長，n₁、n₂分別為SiO₂、Al₂O₃的折射率。

當(dāng)將紫外光探測器的雙層減反射膜用于制備探測器時(shí)，在n⁺型4H-SiC襯底上設(shè)有電極，電極可采用Ni/Au金屬電極等，在電極與Al₂O₃層上濺射焊盤，焊盤的接觸金屬可采用Ti/Au等。

本發(fā)明所述的用于紫外光探測器的雙層減反射膜的制備方法包括以下步驟：

1)襯底的清洗：

a.依次用甲苯、丙酮和乙醇超聲清洗至少1遍，再用去離子水沖洗。

b.將沖洗后的襯底放入氫氟酸內(nèi)浸泡至少1min。

c.將浸泡氫氟酸后的襯底放入濃硫酸煮至少10min。

d.將煮過濃硫酸的襯底依次用一號液和二號液煮至少10min，再用去離子水沖洗干凈后用氮?dú)獯蹈纱茫惶栆簽榘彼⑦^氧化氫和去離子水的混合液，按體積比氨水∶過氧化氫∶去離子水＝1∶2∶5，二號液為鹽酸、過氧化氫和去離子水的混合液，按體積比鹽酸∶過氧化氫∶去離子水＝1∶2∶5。

2)將蒸發(fā)源和清洗后的襯底放入電子束蒸發(fā)設(shè)備的蒸發(fā)腔腔體內(nèi)。

3)封閉蒸發(fā)腔腔體，抽真空，真空度至少3.0×10^-3Pa。

4)預(yù)熔蒸發(fā)源，同時(shí)通氧氣，用電子束轟擊蒸發(fā)源進(jìn)行鍍膜。

5)對蒸發(fā)腔放氣降溫至室溫，取出樣品。

蒸發(fā)源最好為Al₂O₃和JGS1石英晶體。封閉蒸發(fā)腔腔體后，可升溫至250～350℃。