一种PS纳米球辅助的4H-SiC基热载流子型光电探测器及制备方法与流程

技术特征：
1.一种ps纳米球辅助的4h-sic基热载流子型光电探测器，其特征在于，包括自上而下依次设置的顶电极层(1)、ps:tin-nps层(7)、半导体层(5)、底电极层(6)，所述顶电极层(1)为半透明金属电极，ps:tin-nps层(7)包括单层排布在半导体层上的ps纳米球阵列和溅射在ps纳米球阵列表面的tin纳米颗粒层(3)，所述ps纳米球阵列为多个ps纳米球颗粒(2)在半导体层(5)表面呈周期性排布形成，所述半导体层(5)为4h-sic基底，底电极层(6)为不透光金属电极。2.根据权利要求1所述的一种ps纳米球辅助的4h-sic基热载流子型光电探测器，其特征在于，ps纳米球阵列为多个ps纳米球颗粒(2)在半导体层(5)表面呈等边三角形的周期性排布形成。3.根据权利要求2所述的一种ps纳米球辅助的4h-sic基热载流子型光电探测器，其特征在于，所述ps纳米球颗粒(2)的直径为80
±
5nm，相邻两个ps纳米球颗粒(2)球心之间的距离为100nm
±
10nm。4.根据权利要求1所述的一种ps纳米球辅助的4h-sic基热载流子型光电探测器，其特征在于，所述tin纳米颗粒层(3)的厚度为40nm
±
5nm。5.根据权利要求1所述的一种ps纳米球辅助的4h-sic基热载流子型光电探测器，其特征在于，所述半导体层(5)的厚度为100～1000μm，顶电极层(1)的厚度为15nm
±
5nm，底电极层(6)的厚度为100nm
±
20nm。6.根据权利要求1所述的一种ps纳米球辅助的4h-sic基热载流子型光电探测器，其特征在于，所述半导体层(5)选用半绝缘型4h-sic基底，其电阻率在1e13ohm
·
cm至1e15ohm
·
cm之间；所述顶电极层(1)的材料为tin，所述底电极层(6)材料的材质为al。7.根据权利要求1～6任一项所述的一种ps纳米球辅助的4h-sic基热载流子型光电探测器的制备方法，其特征在于，包括以下几个步骤：s1、对4h-sic基底进行清洗；s2、利用ps纳米球悬浊液，在4h-sic基底的一面自组装制备单层密排的ps纳米球阵列，然后利用反应离子刻蚀法，对ps纳米球阵列中的ps纳米球颗粒进行刻蚀，使得ps纳米球阵列中ps纳米球颗粒的直径减小；s3、利用磁控溅射法，在4h-sic基底上制备了ps纳米球阵列的一面上制备tin纳米颗粒层(3)，获得ps:tin-nps层(7)；s4、继续利用磁控溅射法在ps:tin-nps层(7)上制备半透明顶电极层；s5、使用磁控溅射工艺在制作好tin膜层的器件基础上，将样品翻转，在4h-sic的另一侧使用al制作不透光底电极。8.根据权利要求7所述的一种ps纳米球辅助的4h-sic基热载流子型光电探测器的制备方法，其特征在于，所述步骤s2中，采用的ps纳米球悬浊液中，ps纳米球的直径为100nm，其采用甲醇作溶剂，浓度2.5wt％。9.根据权利要求8所述的一种ps纳米球辅助的4h-sic基热载流子型光电探测器的制备方法，其特征在于，所述步骤s2中，对ps纳米球阵列中的ps纳米球颗粒进行刻蚀时，得到的ps纳米球颗粒为80
±
10nm。10.根据权利要求7所述的一种ps纳米球辅助的4h-sic基热载流子型光电探测器的制备方法，其特征在于，所述步骤s3中，tin纳米颗粒层(3)的厚度为40nm
±
5nm。

技术总结
本发明属于半导体光电探测器领域，具体涉及一种PS纳米球辅助的4H-SiC基热载流子型光电探测器及其制备方法，探测器包括自上而下依次设置的顶电极层、PS:TiN-NPs层、半导体层、底电极层，所述顶电极层为半透明金属电极，PS:TiN-NPs层包括单层排布在半导体层上的PS纳米球阵列和溅射在PS纳米球阵列表面的TiN纳米颗粒层，所述PS纳米球阵列为多个PS纳米球颗粒在半导体层表面呈周期性排布形成，所述半导体层为4H-SiC基底，底电极层为不透光金属电极。本发明提供了器件在可见-近红外宽谱范围内的亮电流，提升了探测器的探测性能。提升了探测器的探测性能。提升了探测器的探测性能。


技术研发人员：崔艳霞 李梦辉 胡鲲 王文艳 潘登 李国辉 翟爱平 许并社
受保护的技术使用者：山西浙大新材料与化工研究院
技术研发日：2022.06.14
技术公布日：2022/9/2