申請?zhí)枺?01611223173.5
　　申請人：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
　　發(fā)明人：代兵 朱嘉琦 劉康 楊磊 韓杰才 舒國陽 趙繼文 高鴿 孫明琪 姚凱麗

　　摘要： 一種三維結(jié)構(gòu)金剛石紫外探測器及其制備方法，涉及金剛石探測科學(xué)與技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種三維結(jié)構(gòu)金剛石紫外探測器及其制備方法。本發(fā)明為解決現(xiàn)有金剛石紫外探測器，采用平面電極結(jié)構(gòu)，會(huì)有紫外穿透深度范圍以內(nèi)金剛石縱向電場太弱不足以將光生載流子導(dǎo)出的問題，而采用石墨柱電極結(jié)構(gòu)，會(huì)有晶界阻礙載流子的輸運(yùn)問題。一種三維結(jié)構(gòu)金剛石紫外探測器，包含光感區(qū)和電極結(jié)構(gòu)，光感區(qū)為蛇形折疊形狀金剛石，電極結(jié)構(gòu)為兩組相互交叉的叉指結(jié)構(gòu)凹槽組成，每組叉指結(jié)構(gòu)含有n個(gè)電極。一種三維結(jié)構(gòu)金剛石紫外探測器的制備方法：基底的選擇；預(yù)處理；制備刻蝕掩膜；制備三維電極結(jié)構(gòu)；沉積金屬薄膜和后處理。本發(fā)明應(yīng)用于紫外探測領(lǐng)域。 　　主權(quán)利要求：1.一種三維結(jié)構(gòu)金剛石紫外探測器，其特征在于包括一個(gè)折疊槽狀結(jié)構(gòu)和兩個(gè)接線端，折疊槽狀結(jié)構(gòu)位于兩個(gè)接線端中間，折疊槽狀結(jié)構(gòu)彼此臨近的槽壁相互平行構(gòu)成n個(gè)電極，接線端為長方形坑狀結(jié)構(gòu)，接線端的深度與電極的高度相同，電極及接線端表面鍍有金屬膜。
　　2.如權(quán)利要求1所述的一種三維結(jié)構(gòu)金剛石紫外探測器，其特征在于所述n個(gè)電極的取值范圍：5≤n≤50。
　　3.如權(quán)利要求1或2所述的一種三維結(jié)構(gòu)金剛石紫外探測器，其特征在于所述電極的高度或接線端的深度為8～50μm，所述電極寬度為10～30μm，電極間距為10～30μm。
　　4.如權(quán)利要求1所述的一種三維結(jié)構(gòu)金剛石紫外探測器的制備方法，其特征在于它按以下步驟進(jìn)行：步驟一、金剛石紫外探測器基底的選擇對人造金剛石進(jìn)行了拉曼表征，選擇的標(biāo)準(zhǔn)為：出現(xiàn)拉曼位移1332cm-1處的金剛石特征峰，特征峰半高寬小于5cm-1；步驟二、預(yù)處理用體積比為1:1:1的硝酸、高氯酸和硫酸混合溶液清洗金剛石三遍，去除表面污染物后晾干，其中硝酸質(zhì)量百分比濃度為50～60％，高氯酸質(zhì)量百分比濃度為65～70％，硫酸質(zhì)量百分比濃度為65～75％；步驟三、制備刻蝕掩膜用光刻膠HSQ Fox 12涂敷在金剛石表面，再用電子束曝光出電極圖形，顯影液CD 26顯影，在金剛石表面形成刻蝕掩膜；步驟四、刻蝕金剛石制備電極結(jié)構(gòu)用反應(yīng)粒子刻蝕系統(tǒng)對金剛石表面進(jìn)行氧離子刻蝕，刻蝕參數(shù)為：氧氣流量20～40sccm，偏壓功率80～120W，艙體壓強(qiáng)8～12mtorr,刻蝕時(shí)間20～200min，最終得到三維金剛石電極結(jié)構(gòu)；步驟五、沉積金屬薄膜采用磁控濺射設(shè)備依次向步驟四得到的三維金剛石電極結(jié)構(gòu)沉積25～35nm鈦膜和45～55nm金膜；步驟六、后處理使用去除步驟五制備好的三維金剛石電極結(jié)構(gòu)表面的光刻膠后，將其置于真空退火爐中，在350～450℃條件下退火0.4～2h，降到25～30℃時(shí)，取出樣品，得到三維結(jié)構(gòu)金剛石紫外探測器。
　　5.如權(quán)利要求4所述的一種三維結(jié)構(gòu)金剛石紫外探測器的制備方法，其特征在于步驟四中：氧氣流量25～35sccm，偏壓功率90～110W。
　　6.如權(quán)利要求4所述的一種三維結(jié)構(gòu)金剛石紫外探測器的制備方法，其特征在于步驟四中：氧氣流量30sccm，偏壓功率100W。
　　7.如權(quán)利要求4所述的一種三維結(jié)構(gòu)金剛石紫外探測器的制備方法，其特征在于步驟四中：艙體壓強(qiáng)9～11mtorr，刻蝕時(shí)間25～100min。
　　8.如權(quán)利要求4所述的一種三維結(jié)構(gòu)金剛石紫外探測器的制備方法，其特征在于步驟四中：艙體壓強(qiáng)10mtorr,刻蝕時(shí)間30min。
　　9.如權(quán)利要求4至8任一項(xiàng)所述的一種三維結(jié)構(gòu)金剛石紫外探測器的制備方法，其特征在于步驟六中：在380～420℃條件下退火0.5～1.5h，自然冷卻降至26～29℃時(shí)，取出。
　　10.如權(quán)利要求4至8任一項(xiàng)所述的一種三維結(jié)構(gòu)金剛石紫外探測器的制備方法，其特征在于步驟六中：在400℃條件下退火0.5h，自然冷卻降至27℃時(shí)，取出。