[發明專利]基于共摻雜一維SiC納米結構的高溫紫外光電探測器制備方法

在審

• 申請號: 202111123932.1
• 申請日: 2021-09-24
• 公開（公告）號: CN114038934A
• 公開（公告）日: 2022-02-11
• 發明（設計）人: 楊濤;徐兵;王恩會;侯新梅;方志;周林林;薛優;劉爽;鄭亞鵬;呂煜誠;邢原銘;王博
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18;H01L31/0312
• 代理公司: 北京中強智尚知識產權代理有限公司 11448
• 代理人: 劉敏

1.一種基于共摻雜一維SiC納米結構的高溫紫外光電探測器制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

對碳化硅單晶片摻雜得到鋁氮共摻雜碳化硅；

通過陽極電化學刻蝕法在鋁氮共摻雜碳化硅表面形成一維碳化硅；

取一維碳化硅溶解形成分散液滴于二氧化硅片上，分散劑揮發后在二氧化硅片表面形成分散平鋪的一維碳化硅；

在二氧化硅片上的一維碳化硅兩端蒸鍍高溫合金電極；

二氧化硅片退火氧化在一維碳化硅表面封裝二氧化硅層。

2.根據權利要求1所述的基于共摻雜一維SiC納米結構的高溫紫外光電探測器制備方法，其特征在于，所述對碳化硅單晶片摻雜得到鋁氮共摻雜碳化硅包括：

以Al₂O₃為鋁源，在溫度為1000-1500℃、氣壓為10-500Pa、氬氣氣氛保護下對碳化硅單晶片摻雜1-10h，得到鋁摻雜濃度為0.01-1mol％的鋁摻雜碳化硅；

以N₂O₅為氮源，在溫度為900-1300℃、氣壓為10-300Pa、氬氣氣氛保護下對鋁摻雜碳化硅摻雜1-10h，得到氮摻雜濃度為0.01-1mol％的鋁氮共摻雜碳化硅。

3.根據權利要求2所述的基于共摻雜一維SiC納米結構的高溫紫外光電探測器制備方法，其特征在于：所述碳化硅單晶片為絕緣型碳化硅，電阻≥10⁷Ω·cm，厚度≥500μm，晶型為3C、4H或6H型。

4.根據權利要求3所述的基于共摻雜一維SiC納米結構的高溫紫外光電探測器制備方法，其特征在于：所述碳化硅單晶片晶型為3C型時鋁氮共摻雜碳化硅的總摻雜濃度控制為0.02-0.8mol％，所述碳化硅單晶片晶型為4H型時鋁氮共摻雜碳化硅的總摻雜濃度控制為0.05-0.5mol％，所述碳化硅單晶片晶型為6H型時鋁氮共摻雜碳化硅的總摻雜濃度控制為0.05-0.8mol％。

5.根據權利要求1所述的基于共摻雜一維SiC納米結構的高溫紫外光電探測器制備方法，其特征在于：所述在鋁氮共摻雜碳化硅表面形成一維碳化硅的方法包括：

鋁氮共摻雜碳化硅作為陽極，石墨作為陰極，以氫氟酸、乙醇和過氧化氫的混合液作刻蝕液，控制刻蝕電壓、波形和時間，對鋁氮共摻雜碳化硅刻蝕；

刻蝕電壓為1-50V，脈沖波形為正弦波，時間為1-30min，得到碳化硅光滑納米線；

刻蝕電壓為1-100V，脈沖波形為方波，時間為1-50min，得到為碳化硅納米帶；

刻蝕電壓為30-150V，脈沖波形為正弦波，時間為30-100min，得到為碳化硅竹節狀納米線；

刻蝕電壓為50-200V，脈沖波形為三角波，時間為100-200min，得到為碳化硅多孔納米帶。

6.根據權利要求5所述的基于共摻雜一維SiC納米結構的高溫紫外光電探測器制備方法，其特征在于：所述鋁氮共摻雜碳化硅表面形成的一維碳化硅長度為200-500μm。

7.根據權利要求1所述的基于共摻雜一維SiC納米結構的高溫紫外光電探測器制備方法，其特征在于，所述在二氧化硅片上的一維碳化硅兩端蒸鍍高溫合金電極包括：

用掩模板覆蓋二氧化硅片上的一維碳化硅，將二氧化硅片置于熱蒸鍍儀中；

以高溫導電性良好且穩定的合金為電極材料，在800-1000℃預蒸鍍5-10min，再在900-1200℃蒸鍍30-60min；

移除掩模板，在二氧化硅片上的一維碳化硅兩端形成合金電極。

8.根據權利要求7所述的基于共摻雜一維SiC納米結構的高溫紫外光電探測器制備方法，其特征在于，以質量百分比計，所述高溫導電性良好且穩定的合金包括Cu：60-85wt％、Ni：38-15wt％及Ce：0-1wt％。