三维金刚石紫外光电探测器

摘要

金刚石作为宽禁带半导体材料,具有许多优异的性能如高抗辐照强度、高化学稳定性、高载流子迁移率和高的热导率等,是一种理想的紫外光电探测器材料.本文研究了三维结构金刚石紫外光电探测器的制备和性能。首先，第一种是基于微透镜阵列的紫外光电探测器，这种三维结构探测器通过在单晶金刚石表面制作出微透镜阵列并在每列微透镜边缘覆盖叉指结构钨电极制备而成。微透镜阵列通过回流和干法刻蚀技术制备，叉指结构电极通过光刻和磁控溅射制备。其次，另一种是埋入三维电极结构紫外光电探测器，其通过将金属电极埋入在金刚石外延层体内一定深度而获得。具体方法为，先在金刚石衬底上外延生长一层高质量金刚石并通过光刻和干法刻蚀技术制备一定深度的圆形坑阵列，然后再通过光刻和磁控溅射技术镀上叉指结构钨电极，电极正好覆盖在圆形坑阵列上从而形成买入三维电极结构。最后，研究了两种类型三维结构探测器的光电性能并同平面结构探测器性能进行比较，均展现出较高的响应度。