[發明專利]3D結構金剛石日盲紫外探測器及其利用鐵催化氫等離子體刻蝕的制備方法

在審

• 申請號: 202010513714.8
• 申請日: 2020-06-08
• 公開（公告）號: CN111628014A
• 公開（公告）日: 2020-09-04
• 發明（設計）人: 劉康;張曉暉;朱嘉琦;代兵;張森
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: H01L31/0224
• 分類號: H01L31/0224;H01L31/09;H01L31/18
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 岳泉清

1.3D結構金剛石日盲紫外探測器，其特征在于該3D結構金剛石日盲紫外探測器是通過鐵催化氫等離子體在金剛石表面刻蝕形成叉指電極凹槽，在叉指電極凹槽中通過磁控濺射電極材料，形成金屬叉指電極。

2.鐵催化氫等離子體刻蝕制備3D結構金剛石日盲紫外探測器的方法，其特征在于該制備方法按照以下步驟實現：

一、清洗：將金剛石試樣依次使用丙酮、去離子水、無水乙醇進行超聲清洗，得到清洗后的金剛石；

二、掩膜板鍍鐵：將金屬掩膜板放置于清洗后的金剛石表面，采用電阻熱蒸發鍍制金屬鐵叉指電極，去掉掩膜板，得到鍍制有鐵叉指電極的金剛石；

三、刻蝕：將鍍制有鐵叉指電極的金剛石置于微波等離子體化學氣相沉積設備中進行氫等離子體刻蝕處理，控制氫氣流量為300～400sccm、氣壓13～15kPa、微波功率為2500～3500W，得到刻蝕后的金剛石；

四、去除鐵：將刻蝕后分散在金剛石褶皺表面的鐵用稀鹽酸溶解，得到除鐵后的金剛石；

五、磁控濺射鍍金：利用磁控濺射在除鐵后的金剛石表面鍍制金屬電極層，得到帶有金屬叉指電極的金剛石；

六、使用機械方法將帶有金屬叉指電極的金剛石表面的金屬擦除，在刻蝕凹槽中形成3D金屬電極，完成3D結構金剛石日盲紫外探測器的制備。

3.根據權利要求2所述的鐵催化氫等離子體刻蝕制備3D結構金剛石日盲紫外探測器的方法，其特征在于步驟一所述的超聲清洗時間為10～30min。

4.根據權利要求2所述的鐵催化氫等離子體刻蝕制備3D結構金剛石日盲紫外探測器的方法，其特征在于步驟二采用電阻熱蒸發鍍制厚度為50nm～300nm金屬鐵叉指電極。

5.根據權利要求2所述的鐵催化氫等離子體刻蝕制備3D結構金剛石日盲紫外探測器的方法，其特征在于步驟三刻蝕的時間為3～5h。

6.根據權利要求2所述的鐵催化氫等離子體刻蝕制備3D結構金剛石日盲紫外探測器的方法，其特征在于步驟三控制氫氣流量為300～350sccm、氣壓130～140mBar、微波功率為3000～3500W。

7.根據權利要求2所述的鐵催化氫等離子體刻蝕制備3D結構金剛石日盲紫外探測器的方法，其特征在于步驟四所述的稀鹽酸的質量分數為15％。

8.根據權利要求2所述的鐵催化氫等離子體刻蝕制備3D結構金剛石日盲紫外探測器的方法，其特征在于步驟五所述的金屬電極的材質為金。

9.根據權利要求2所述的鐵催化氫等離子體刻蝕制備3D結構金剛石日盲紫外探測器的方法，其特征在于步驟五磁控濺射金電極層的工藝為：氫氣流量20sccm、功率50W和鍍膜氣壓為0.5Pa。