[发明专利]共面栅结构的紫外光探测器的制备方法

摘要

本发明涉及一种基于(100)定向金刚石薄膜的共面栅结构紫外光探测器器件的制备方法。属紫外光探测器器件制备工艺技术领域。本发明共面栅紫外光探测器的特点是在金刚石薄膜表面为一对叉指电极，衬底硅背面为一背电极；采用光刻方法制作表面叉指电极；使用磁控溅射法制作背电极；在薄膜表面的叉指电极上镀覆有金薄膜，而背电极为铝金属膜。在工作时，在叉指电极的两半电极上分别加上正的高压和正的低压，背电极则加上负高压，探测信号从阳极读出，因此收集信号都是电子，由于电子迁移率高，所以探测器的灵敏度得到很大提高，而且具有极快的响应时间。

主权项

1.一种共面栅结构的紫外光探测器的制备方法，采用由传统通用的化学气相沉积装置制得带有硅沉底的高度定向的(100)金刚石薄膜材料；在该金刚石薄膜表面形成作为正极的一对叉指电极，而在硅沉底背面形成一个作为负极的背电极，最终形成共面栅电极紫外光探测器器件；其特征在于紫外光探测器器件具有以下的制备过程和步骤：a、使用Ansys模拟软件来模拟探测器内的电场分布，在最佳的电势均匀分布条件下，设计共面栅结构中最合理的栅宽和沟宽，由此决定电极尺寸的设计；b、使用光刻方法制作表面叉指电极：(1)样品清洗；用丙酮、乙醇和去离子水对金刚石薄膜样品清洗干净，随后放入烘箱中，在120℃下持完全烘干；(2)甩胶与前烘；用甩胶台在片子表面旋涂光刻胶6809，转速为2500rpm，旋转30s，使样品表面形成一层均匀的光刻胶，厚度达到0.6～0.7μm；随后在80℃的烘箱内前烘20分钟；(3)曝光与显影；在KarlSuss曝光机上，按设计得到的尺寸的掩模板进行对位和曝光；然后将其浸没在氯苯中5分钟，得到梯形结构的叉指电极图形；(4)金电极制作；金属材料金与金刚石膜能形成良好的欧姆接触，为了保证金电极与金刚石表面粘附牢固，采用直流溅射法制备金电极，溅射电流为2mA，时间为30分钟；(5)电极剥离；将上述溅射好金的样品放入丙酮中浸泡，并超声处理5分钟，使叉指电极图形之外的光刻胶溶掉，同时将上面的金属从表面剥离；从而形成需要的一定形状的叉指金电极；然后再用去离子水冲洗干净并吹干；c、用磁控溅射法制作铝背电极：(1)样品清洗；把金刚石薄膜样品放入丙酮溶液里，超声清洗10分钟，去除样品表面的灰尘和油质；(2)溅射制作铝背电极；把清洗好的样品放入磁控溅射仪，同时仅时背面硅衬底受到溅射形成铝膜；溅射操作时，其真空度为3×10-5，溅射功率为60W，溅射时间为60分钟；(3)电极退火；将上述制备好的共面栅电极器件放在500℃下退火60分钟；使Al和Si之间形成紧密接触并使器件具有良好的欧姆特性。