[發明專利]一種黑硅MSM結構光電探測器及其制備方法

無效

• 申請號: 201010249481.1
• 申請日: 2010-08-10
• 公開（公告）號: CN101969080A
• 公開（公告）日: 2011-02-09
• 發明（設計）人: 蔣亞東;趙國棟;吳志明;李偉;姜晶;張安元;郭正宇
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H01L31/101
• 分類號: H01L31/101;H01L31/0248;H01L31/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種黑硅MSM光電探測器，包括單晶硅襯底，其特征在于，在所述單晶硅襯底表面設置有作為光敏區的黑硅薄膜層，在所述黑硅薄膜層設有叉指電極，叉指電極下方設有勢壘層，在沒有設置叉指電極的區域設置有鈍化層。

2.根據權利要求1所述的黑硅MSM光電探測器，其特征在于，所述勢壘層a-Si:H薄膜，厚度為30～100nm。

3.根據權利要求1所述的黑硅MSM光電探測器，其特征在于，單晶硅襯底材料為(100)或(110)或(111)面單晶硅；叉指電極為Al薄膜層或Cr/Au薄膜層或透明導電薄膜ITO層，叉指電極的寬度和間距分別為3～10μm和5～15μm，叉指電極厚度為50～100nm；鈍化層為Si₃N₄或SiO₂，厚度為50～100nm。

4.根據權利要求1所述的黑硅MSM光電探測器，其特征在于，設置叉指電極的區域的橫截面形狀為U型結構。

5.根據權利要求1所述的黑硅MSM光電探測器，其特征在于，設置叉指電極的區域的橫截面形狀為平板型結構。

6.根據權利要求1所述的黑硅MSM光電探測器，其特征在于，設置叉指電極的區域的橫截面形狀槽型結構。

7.一種黑硅MSM光電探測器的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

①制備黑硅薄膜層：在單晶硅襯底上通過離子注入法注入摻雜材料，再制備表面微結構；

②在黑硅薄膜層表面旋涂上一層光刻膠，并采用特定叉指電極掩膜圖形對光刻膠圖形化；

③將已經圖形化的基片浸入堿腐蝕液中進行腐蝕，去除圖形上未被保護的黑硅薄膜層；

④采用套刻工藝再次制備叉指電極圖形；

⑤沉積勢壘層；

⑥然后沉積電極材料層，并圖形化成叉指電極形狀；

⑦沉積鈍化層；

⑧沉積鈍化層后整個器件在200～1000℃熱處理20～40分鐘。

8.根據權利要求7所述的黑硅MSM光電探測器的制備方法，其特征在于，步驟①中離子注入的摻雜材料為S或Se或Te，摻雜濃度范圍為1×10¹⁴和5×10¹⁵ion/cm²之間。

9.根據權利要求7所述的黑硅MSM光電探測器的制備方法，其特征在于，步驟①中制備表面微結構是通過堿性溶液腐蝕形成金字塔狀微錐結構。

10.根據權利要求7所述的黑硅MSM光電探測器的制備方法，其特征在于，步驟①中制備表面微結構是通過金屬納米顆粒催化的HF溶液腐蝕得到，金屬納米顆粒為Pt或Au或Ag。