[發明專利]一種鎳摻雜的具有pn結結構的單晶硅材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201510080450.0
• 申請日: 2015-02-14
• 公開（公告）號: CN104638037A
• 公開（公告）日: 2015-05-20
• 發明（設計）人: 陳朝;陳蓉;范寶殿;鄭將輝;蔡麗晗
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: H01L31/0288
• 分類號: H01L31/0288;H01L31/18
• 代理公司: 廈門市首創君合專利事務所有限公司 35204
• 代理人: 張松亭

1.一種鎳摻雜的具有pn結結構的單晶硅材料，其特征在于包括有依次層疊設置的襯底和紅外吸收層；所述襯底是p型單晶硅(Si)，所述紅外吸收層是鎳(Ni)摻雜的n型硅中間帶(Si：Ni)材料，其中鎳的摻雜濃度是6×10¹⁹cm^-3～6×10²⁰cm^-3，所述紅外吸收層與襯底之間形成p-n結。

2.根據權利要求1所述的鎳摻雜的具有pn結結構的單晶硅材料，其特征在于：所述襯底是摻硼(B)的p型單晶硅，其中硼的濃度為1×10¹²cm^-3～1×10¹⁶cm^-3。

3.根據權利要求1所述的鎳摻雜的具有pn結結構的單晶硅材料，其特征在于：所述紅外吸收層的厚度為100nm～800nm。

4.根據權利要求1或3所述的鎳摻雜的具有pn結結構的單晶硅材料，其特征在于：所述襯底的厚度是100um～500um。

5.根據權利要求1所述的鎳摻雜的具有pn結結構的單晶硅材料，其特征在于：所述p-n結的內建電勢差為所述硅中間帶材料與所述單晶硅之間的費米能級差。

6.根據權利要求1所述的鎳摻雜的具有pn結結構的單晶硅材料，其特征在于：用于制備臺面結構或平面結構的紅外探測器。

7.一種制備權利要求1-6任一項所述的鎳摻雜的具有pn結結構的單晶硅材料的方法，其特征在于包括以下步驟：

(1)提供一單晶硅片，清洗備用；

(2)于所述單晶硅片一表面上形成一鎳薄膜，其中所述鎳薄膜與所述單晶硅片的厚度比為0.2～8:1000；

(3)采用一維線性連續激光對鎳薄膜進行激光輻照；

(4)采用氫氟酸對激光輻照后的表面進行腐蝕，制得的鎳摻雜的硅中間帶(Si:Ni)材料形成紅外吸收層，所述單晶硅片未摻雜鎳的部分形成襯底。

8.根據權利要求7所述的制備方法，其特征在于：所述鎳薄膜是通過磁控濺射或蒸發鍍膜的方式形成于所述單晶硅片表面上。

9.根據權利要求7所述的制備方法，其特征在于：所述激光輸入功率為900-1250W,激光器的掃描速率為2～10mm/s。