[發明專利]基于界面缺陷態發光CdS/Si原型近紅外光二極管的制備方法

有效

• 申請號: 201911326232.5
• 申請日: 2019-12-20
• 公開（公告）號: CN111048640B
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發明（設計）人: 李勇;姬鵬飛;周豐群;宋月麗;田明麗;袁書卿
• 申請（專利權）人: 平頂山學院
• 主分類號: H01L33/28
• 分類號: H01L33/28;H01L33/02;H01L33/00;H01L21/02
• 代理公司: 鄭州大通專利商標代理有限公司 41111
• 代理人: 石丹丹

本發明屬于異質結制備技術領域，特別是涉及一種基于界面缺陷態發光CdS/Si原型近紅外光二極管的制備方法，首先以多孔多晶硅模板為襯底，利用磁控濺射技術在多孔多晶硅模板的表面預沉積CdS薄膜；然后再利用化學水浴法沉積一層CdS薄膜，制備CdS/Si異質結原型二極管；最后進行退火處理，對異質結界面的缺陷態進行調控。本發明利用CdS/Si異質結的缺陷態發光獲得近紅外光發射，提高二極管的性能。

技術領域

本發明屬于異質結制備技術領域，特別是涉及一種基于界面缺陷態發光CdS/Si原型近紅外光二極管的制備方法。

背景技術

近紅外光在食品、農業和生物醫學等方面具有廣泛的用途。傳統的近紅外光光源是鎢燈，但是其體積大、壽命短，且鎢燈的光譜中近紅外光僅僅占有很少的一部分。基于半導體異質結的近紅外發光二極管(LED)，具有體積小、壽命長、效率高等特點。對于LED近紅外二極管，一般采用藍光或白光二極管照射近紅外熒光粉獲得近紅外光。但是，近紅外光熒光粉的光譜很難滿足具體的需要，并且，藍光或白光二極管以及熒光粉的衰減會大大影響近紅外光的色溫和顯色指數，從而降低二極管的性能。

在半導體異質結制備過程中，很難避免缺陷態的生成。為了提高異質結的性能，通常采用各種方法降低缺陷態的影響。但是在光致/電致發光譜中，缺陷態卻具有重要的意義。如果可以通過調控制備條件，有效地控制異質結的缺陷態和缺陷態在異質結界面的分布，利用異質結的缺陷態的發光制備近紅外光發射器件，將是一種較好的思路。

發明內容

為了克服現有技術中存在的缺陷，本發明的目的是提供一種基于界面缺陷態發光CdS/Si原型近紅外光二極管的制備方法，利用CdS/Si異質結的缺陷態發光獲得近紅外光發射，提高二極管的性能。

為了實現上述目的，本發明采用以下的技術方案：

本發明提供了一種基于界面缺陷態發光CdS/Si原型近紅外光二極管的制備方法，包括以下步驟：

步驟1，以多孔多晶硅模板為襯底，利用磁控濺射技術在多孔多晶硅模板的表面預沉積CdS薄膜；

步驟2，再利用化學水浴法沉積一層CdS薄膜，制備CdS/Si異質結原型二極管；

步驟3，進行退火處理，對異質結界面的缺陷態進行調控。

進一步地，所述步驟1的具體過程如下：

步驟101，將清洗干凈的多晶硅片，放入氫氟酸和硝酸鐵溶液中，在140℃下刻蝕50min，獲得多孔多晶硅模板；

步驟102，將多孔多晶硅模板固定在磁控濺射室的樣品支架上，對磁控濺射室抽真空到10^-6Pa～10^-4Pa，然后向磁控濺射室充入氬氣，保持磁控濺射室真空度為0.1Pa～10Pa；

步驟103，調整CdS靶材和多孔多晶硅模板的距離為3cm～6cm，設置濺射功率為50W～120W；

步驟104，打開CdS靶材的擋板，開始濺射，濺射時間10s～60s，在多孔多晶硅模板的表面上預沉積厚度為15～100nm的CdS薄膜，并且對多孔多晶硅表面進行修飾。

進一步地，所述步驟2的具體過程如下：

步驟201，將氯化鎘、硫脲和氨水制備成溶液；

步驟202，將上述制備的溶液在水浴中攪拌加熱至40℃～110℃，然后再加入氯化銨，攪拌3min；

步驟203，將所獲得的多孔多晶硅模板垂直放入反應溶液，反應一段時間，制備CdS/Si異質結；

步驟204，取出制備的CdS/Si異質結，在室溫用氮氣吹干。