[發(fā)明專利]一種單晶金剛石紫外探測器及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110232453.7
• 申請日: 2021-03-02
• 公開（公告）號: CN113097330A
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發(fā)明（設計）人: 王宏興;常曉慧;閆秀良;王若錚;王艷豐
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: H01L31/09
• 分類號: H01L31/09;H01L31/0224;H01L31/028;H01L31/18
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 范巍

1.一種單晶金剛石紫外探測器，其特征在于，包括：單晶金剛石襯底(1)、金屬輔助生長單晶金剛石薄膜(2)和叉指電極(3)；所述金屬輔助生長單晶金剛石薄膜(2)設置于所述單晶金剛石襯底(1)上，所述叉指電極(3)設置于所述金屬輔助生長單晶金剛石薄膜(2)上；

其中，所述金屬輔助生長單晶金剛石薄膜(2)在生長過程中摻入鎢金屬原子。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種單晶金剛石紫外探測器，其特征在于，所述單晶金剛石襯底(1)為本征金剛石材料，其均方根表面粗糙度小于0.5nm，拉曼半峰寬小于5cm^-1，X射線衍射半峰寬小于0.1°。

3.根據(jù)權利要求1所述的一種單晶金剛石紫外探測器，其特征在于，所述金屬輔助生長單晶金剛石薄膜(2)中，鎢金屬原子在金剛石中的體濃度小于等于10¹⁸cm^-3。

4.根據(jù)權利要求1所述的一種單晶金剛石紫外探測器，其特征在于，所述叉指電極(3)的材質為鈦、金、鈀、鎢、鋁中的一種或多種。

5.根據(jù)權利要求1所述的一種單晶金剛石紫外探測器，其特征在于，所述叉指電極(3)的厚度為10～200nm，叉指間距為1～50μm。

6.一種單晶金剛石紫外探測器的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)對單晶金剛石襯底進行酸堿處理，并吹干，獲得處理后的單晶金剛石襯底；

2)利用微波等離子體化學沉積技術在處理后的單晶金剛石襯底表面進行金屬輔助生長金剛石，獲得金屬輔助生長單晶金剛石薄膜；其中，金屬輔助生長單晶金剛石薄膜在生長過程中摻入鎢金屬原子；

3)將獲得的金屬輔助生長單晶金剛石薄膜變?yōu)檠踅K端；利用光刻和金屬沉積技術，在金屬輔助生長單晶金剛石薄膜上形成叉指電極，獲得單晶金剛石紫外探測器。

7.根據(jù)權利要求6所述的制備方法，其特征在于，步驟2)中，在金剛石薄膜生長過程中摻入鎢金屬原子時，使得鎢金屬原子在金剛石中的體濃度小于等于10¹⁸cm^-3。

8.根據(jù)權利要求6所述的制備方法，其特征在于，步驟3)中，所述將獲得的金屬輔助生長單晶金剛石薄膜變?yōu)檠踅K端的具體步驟包括：

利用高溫酸洗工藝對步驟2)獲得的金屬輔助生長單晶金剛石薄膜進行處理，使其變?yōu)檠踅K端；

其中，所述高溫酸洗工藝為，將1：1的硫酸硝酸混合溶液加熱到250℃，進行酸洗。

9.根據(jù)權利要求6所述的制備方法，其特征在于，步驟3)中，所述叉指電極的材質為鈦、金、鈀、鎢、鋁中的一種或多種。

10.根據(jù)權利要求6所述的制備方法，其特征在于，步驟3)中，所述叉指電極的厚度為10～200nm，叉指間距為1～50μm。