一种MSM光电探测器的制备方法及MSM光电探测器.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103268903A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103268903103268903A(43)申请公布日2013.08.28(21)申请号201310173750.4(22)申请日2013.05.13(71)申请人华南师范大学地址510006广东省广州市广州大学城华南师范大学信息光电技术学院(72)发明人陈长水(74)专利代理机构广州知友专利商标代理有限公司44104代理人宣国华(51)Int.Cl.H01L31/18(2006.01)H01L31/108(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书5页说明书5页附图1页附图1页(54)发明名称一种MSM光电探测器的制备方法及MSM光电探测器(57)摘要本发明公开了一种MSM光电探测器的制备方法，该方法包括以下步骤：对晶体硅片表面进行清洁处理；对晶硅硅表面进行硫、硒或碲离子注入，将注入后的晶片退火，注入后硫、硒或碲元素的浓度应达到1016atom/cm3；对硅片进行激光掺杂，将激光掺杂后的硅放入退火炉中进行退火；完成后的光电材料其中硫、硒或碲元素的含量达到1019atom/cm3~1021atom/cm3，杂质浓度超过莫特相变浓度，形成中间带；在材料表面沉积两个Al叉指电极；该光电探测器可以在可见光和近红外区域有很高的响应。还公开了由上述方法制成的MSM光电探测器。CN103268903ACN1032689ACN103268903A权利要求书1/1页1.一种MSM光电探测器的制备方法，其特征是含以下步骤：（1）采用离子注入法在预处理后的晶体硅片中注入硫、硒或碲，使晶体硅片中硫、硒或碲元素的浓度为5×1015~1016个原子数/cm3，然后对晶体硅片进行退火和清洗处理；（2）将退火处理后的晶体硅片采用激光再次掺杂硫、硒或碲，使晶体硅片中硫、硒或碲元素的浓度为1019~1021个原子数/cm3，经退火处理在晶体硅表面形成重掺杂硫、硒或碲硅薄膜层；（3）在重掺杂硫、硒或碲硅薄膜层表面接着沉积一层铝金属薄膜，该铝金属薄膜的厚度为50~100nm；（4）在铝金属薄膜上旋涂一层光刻胶，并通过曝光和显影液处理形成叉指电极图形，将晶体硅片浸入碱液中，腐蚀掉未被光刻胶叉指电极图形保护的金属铝薄膜，并在重掺杂硫、硒或碲硅薄膜层表面非叉指电极图形区域生成一层二氧化硅薄膜，形成MSM光电探测器。2.根据权利要求1所述的MSM光电探测器的制备方法，其特征是：步骤(1)中所述预处理包括对晶体硅表面采用丙酮进行清洁和采用氢氟酸去除晶体硅表面的氧化层。3.根据权利要求1所述的MSM光电探测器的制备方法，其特征是：步骤(1)中清洗处理采用氢氟酸进行清洗以除去退火处理时表面形成的氧化层。4.根据权利要求1所述的MSM光电探测器的制备方法，其特征是：步骤(2)中激光掺杂时的过程为：将晶体硅片置于真空腔室中，调节真空腔室内压强为1×10-3pa以下，充入含硫气体至腔室内压强为0.5±0.01Pa，调节激光强度为1.8J/cm2，采用激光光斑扫描晶体硅表面，待激光扫过所有的硅表面时，将装载有晶体硅片的腔室抽真空处理至真空度为1×10-3pa以下，充入惰性气体至腔室内压强为0.5±0.01Pa，将晶体硅片转入退火炉中进行退火处理，完成对晶体硅片的重掺杂；或将硒、碲粉末涂于晶体硅片表面，将涂抹后的晶体硅片置于真空腔中，调节真空腔压强为1×10-3pa以下，调节激光强度为1.8J/cm2，采用激光光斑扫描晶体硅表面，待激光扫过所有的硅表面时，将装载有晶体硅片的腔室抽真空处理至真空度为1×10-3pa以下，充入惰性气体至腔室内压强为0.5±0.01Pa，将晶体硅片转入退火炉中进行退火处理，完成对晶体硅片的重掺杂。5.根据权利要求4所述的MSM光电探测器的制备方法，其特征是：所述激光为飞秒或纳秒级激光。6.根据权利要求4所述的MSM光电探测器的制备方法，其特征是：所述的含硫气体为SF6，所述的惰性气体为氩气。7.根据权利要求1所述的MSM光电探测器的制备方法，其特征是：步骤(4)中采用的碱液为氢氧化钠溶液，其质量百分含量为20~30%。8.根据权利要求1所述的MSM光电探测器的制备方法，其特征是：步骤(1)~步骤(4)中采用的晶体硅片为单晶硅片。9.根据权利要求1所述的MSM光电探测器的制备方法，其特征是：步骤(4)中形成的叉指电极的图形中相邻电极之间的宽度为5~10m。10.权利要求1-9中任一种MSM光电探测器的制备方法制成的MSM光电探测器，包括晶体硅衬底，其特征是：在所述晶体硅衬底上设有光敏层，所述光敏层为先后采用离子注入法和激光掺杂法形成的重掺杂硫、硒或碲硅薄膜层，在所述光敏层上设有由光刻胶法形成的金属铝叉指电极，在光敏层上未被金属