[發(fā)明專(zhuān)利]采用氧化鋅層改善性能的金剛石肖特基同位素電池及其制備方法有效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 201910735205.7 | 申請(qǐng)日： | 2019-08-09 |
| 公開(kāi)（公告）號(hào)： | CN110428923B | 公開(kāi)（公告）日： | 2021-06-29 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 朱嘉琦;劉本建;代兵;劉康;楊磊;韓杰才 | 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人： | 哈爾濱工業(yè)大學(xué) |
| 主分類(lèi)號(hào)： | G21H1/06 | 分類(lèi)號(hào)： | G21H1/06;H01L29/06;H01L21/329;H01L29/872 |
| 代理公司： | 哈爾濱市松花江專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所 23109 | 代理人： | 侯靜 |
| 地址： | 150001 黑龍*** | 國(guó)省代碼： | 黑龍江;23 |
| 權(quán)利要求書(shū)： | 查看更多 | 說(shuō)明書(shū)： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 采用 氧化鋅 改善 性能 金剛石 肖特基 同位素 電池 及其 制備 方法 | ||
1.采用氧化鋅層改善性能的金剛石肖特基同位素電池，其特征在于該采用氧化鋅層改善性能的金剛石肖特基同位素電池包括放射源（1）、電池肖特基電極（2）、氧化鋅層（3）、本征金剛石層（4）、摻硼p型金剛石層（5）和電池歐姆電極（6），該金剛石肖特基同位素電池從上至下依次由放射源（1）、電池肖特基電極（2）、氧化鋅層（3）、本征金剛石層（4）、摻硼p型金剛石層（5）和電池歐姆電極（6）形成疊層結(jié)構(gòu)，其中采用磁控濺射形成厚度為5～20nm的氧化鋅層（3），所述的本征金剛石層（4）的厚度為3～15μm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用氧化鋅層改善性能的金剛石肖特基同位素電池，其特征在于所述的放射源（1）為241Am。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用氧化鋅層改善性能的金剛石肖特基同位素電池，其特征在于所述的電池肖特基電極（2）為金、鉑或鉬。
4.采用氧化鋅層改善性能的金剛石肖特基同位素電池的制備方法，其特征在于該制備方法按以下步驟實(shí)現(xiàn)：
一、在摻硼p型金剛石基底層上，利用微波等離子體化學(xué)氣相沉積法外延生長(zhǎng)本征金剛石層，得到生長(zhǎng)有本征金剛石層的金剛石基底；
二、將步驟一得到的生長(zhǎng)有本征金剛石層的金剛石基底置于濃H2SO4和濃HNO3的混合溶液中，加熱至煮沸處理0.5～1小時(shí)，然后依次置于丙酮、去離子水和無(wú)水乙醇中進(jìn)行超聲清洗，得到清洗后的生長(zhǎng)有本征金剛石層的金剛石基底；
三、將清洗后的生長(zhǎng)有本征金剛石層的金剛石基底放置到磁控濺射裝置中，在摻硼p型金剛石襯底一側(cè)濺射歐姆電極；
四、在步驟三所得的金剛石基底的本征金剛石層上磁控濺射厚度為5～20nm的氧化鋅層；
五、在步驟四所得的金剛石基底的氧化鋅層上面通過(guò)磁控濺射肖特基金屬電極層，即得到包含氧化鋅層的金剛石肖特基換能單元；
六、在金剛石肖特基換能單元肖特基電極上加載同位素241Am放射源，得到氧化鋅層改善性能的金剛石肖特基同位素電池；
其中所述的本征金剛石層的厚度為3～15μm。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的采用氧化鋅層改善性能的金剛石肖特基同位素電池的制備方法，其特征在于步驟一利用微波等離子體化學(xué)氣相沉積法外延生長(zhǎng)本征金剛石層的沉積過(guò)程是在工作溫度為750～900℃，工作氣壓為100～230mBar條件下，控制甲烷與氫氣流量比為4～2：96～98，以微波功率為2400～3500W進(jìn)行本征金剛石層生長(zhǎng)，生長(zhǎng)完本征金剛石層后，打開(kāi)微波等離子體化學(xué)氣相沉積的氧氣閥門(mén)，設(shè)定氧氣流量為10～20sccm，氣壓為10～20mBar，處理5～10分鐘。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的采用氧化鋅層改善性能的金剛石肖特基同位素電池的制備方法，其特征在于步驟二所述的濃H2SO4和濃HNO3的混合溶液是質(zhì)量濃度為98%的H2SO4和質(zhì)量濃度為65%～68%的HNO3按體積比為1：1混合。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的采用氧化鋅層改善性能的金剛石肖特基同位素電池的制備方法，其特征在于步驟三在摻硼p型金剛石襯底一側(cè)濺射鈦/金歐姆電極，然后在4×10-4Pa～8×10-4Pa的真空度下進(jìn)行真空退火處理，退火溫度為400～500℃，退火時(shí)間為10～15min。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的采用氧化鋅層改善性能的金剛石肖特基同位素電池的制備方法，其特征在于步驟四中采用氧化鋅靶，氣氛為氬氣，控制濺射氣壓為0.5～2Pa，濺射溫度為室溫，濺射時(shí)間為30～180s。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的采用氧化鋅層改善性能的金剛石肖特基同位素電池的制備方法，其特征在于肖特基金屬電極層的濺射厚度為10～15nm。
該專(zhuān)利技術(shù)資料僅供研究查看技術(shù)是否侵權(quán)等信息，商用須獲得專(zhuān)利權(quán)人授權(quán)。該專(zhuān)利全部權(quán)利屬于哈爾濱工業(yè)大學(xué)，未經(jīng)哈爾濱工業(yè)大學(xué)許可，擅自商用是侵權(quán)行為。如果您想購(gòu)買(mǎi)此專(zhuān)利、獲得商業(yè)授權(quán)和技術(shù)合作，請(qǐng)聯(lián)系【客服】
本文鏈接：http://www.szxzyx.cn/pat/books/201910735205.7/1.html，轉(zhuǎn)載請(qǐng)聲明來(lái)源鉆瓜專(zhuān)利網(wǎng)。
