[发明专利]基于硒化钯薄膜/硅锥包裹结构异质结的宽波段高性能光电探测器及其制作方法

权利要求书

1.基于硒化钯薄膜/硅锥包裹结构异质结的宽波段高性能光电探测器，其特征在于：以具有氧化硅层的n型轻掺硅片为基底；在所述基底的第一区域通过酸法刻蚀掉上部氧化硅，形成一个露出下部硅的窗口，再通过碱法刻蚀将窗口内的硅刻为硅锥结构；在所述基底的第二区域通过先蒸镀金属钯薄膜、再对金属钯薄膜进行硒化的方法，形成有厚度在20-40nm之间的PdSe₂薄膜；所述第二区域与所述第一区域有重合区域；在所述基底的下表面设置有与硅锥结构形成欧姆接触的第一电极，在非重合区域的所述PdSe₂薄膜上设置与PdSe₂薄膜形成欧姆接触的第二电极；在所述重合区域内，所述PdSe₂薄膜包裹所述硅锥结构，形成异质结；

所述光电探测器在紫外-可见-近红外光范围内响应灵敏。

2.根据权利要求1所述的宽波段高性能光电探测器，其特征在于：所述第一电极为In-Ga合金电极、Ti电极或Ag电极，所述第一电极的厚度为100nm-300nm。

3.根据权利要求1所述的宽波段高性能光电探测器，其特征在于：所述第二电极为Au电极或Pt电极，所述第二电极的厚度为50nm-100nm。

4.一种权利要求1～3中任意一项所述宽波段高性能光电探测器的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：

A、将具有氧化硅层的n型轻掺硅片依次用丙酮、酒精、去离子水超声清洗后吹干，作为基底备用；

B、通过光刻的方式，在基底上形成一个作为第一区域的窗口，窗口外被光刻胶覆盖；然后将基底放入配置好的BOE溶液中，刻蚀5分钟后取出，立即使用去离子水冲洗3～5次，窗口中的氧化硅全部去除，露出硅，最后再使用丙酮冲洗去除光刻胶；

C、按照氢氧化钠、异丙醇和水的比例为5g：5mL：95mL，配置刻蚀液；再将完成步骤B的基底浸入刻蚀液中，加热至90℃，保温40min后立即取出，再使用盐酸浸泡10min以去除表面残余的NaOH，最后再依次用丙酮、酒精、去离子水超声清洗后吹干，即在第一区域内形成硅锥结构；

D、通过光刻的方式，在基底上形成一个作为第二区域的窗口，窗口外被光刻胶覆盖；所述第二区域与所述第一区域有重合区域；

使用电子束蒸发的方法在第二区域蒸镀5-10nm的钯薄膜，再使用丙酮冲洗去除光刻胶；

E、将完成步骤D的基底放入管式炉中，通过CVD的方法在硒的气氛中加热至450℃并保温1h，随炉冷却后即在第二区域形成PdSe₂薄膜；

F、在基底的下表面涂抹第一电极，在非重合区域的所述PdSe₂薄膜上蒸镀第二电极，即完成光电探测器的制作。