基于高分子材料的光电转换接收器及其制备方法与流程

本发明涉及光电子，尤其涉及一种基于高分子材料的光电转换接收器及其制备方法。

背景技术：

1、随着科技的发展，光电转换设备在能源、通信和传感器等领域应用广泛。然而，传统的无机半导体材料制备的光电接收器成本较高且制备过程复杂，限制了其广泛应用。

技术实现思路

1、本发明提供一种基于高分子材料的光电转换接收器及其制备方法，旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。

2、本发明的技术方案为一种基于高分子材料的光电转换接收器及其制备方法，所述基于高分子材料的光电转换接收器包括：

3、阴电极；

4、衬底层，所述衬底层设置在所述阴电极的上方；

5、耗尽层，所述耗尽层设置在所述衬底层的上方；

6、掺杂层，所述掺杂层设置在所述耗尽层的上方；

7、阳电极，所述阳电极包括第一阳电极和第二阳电极，所述第一阳电极和所述第二阳电极分别设置在所述掺杂层的上方；

8、感光区，所述感光区设置在所述掺杂层的上方，且在所述第一阳电极和所述第二阳电极之间；

9、钝化区，所述钝化区设置在所述第一阳电极的外侧和所述第二阳电极的外侧。

10、进一步，所述钝化区的材料为聚酰亚胺-氧化铁-氮化硅薄膜。

11、进一步，所述阳电极为硅铝电极。

12、进一步，所述掺杂层为p型半导体，所述掺杂层的掺杂离子为高浓度硼离子。

13、进一步，所述耗尽层为本征层，所述耗尽层无掺杂。

14、进一步，所述耗尽层为单晶硅衬底。

15、进一步，所述阴电极由金或银材料制成。

16、进一步，本发明还提出一种基于高分子材料的光电转换接收器的制备方法，包括以下步骤：

17、s100、将外延片表面清洗后，在硅外延的表面生长一层二氧化硅层，然后在表面通过光刻打开一个窗口，通过离子注入的方式把硼离子积累在硅片表面，通过高温扩散分布把积累在表面的离子推进硅片，形成重掺杂区，为p型半导体；

18、s200、高温环境下，硅片靠近表面的硅会被氧化成二氧化硅，通过光刻在芯片左右两侧分别打开两个窗口，后通过溅射蒸镀把金属层蒸镀到芯片表面，通过光刻保留左右两个电极；

19、s300、 把材料放置于匀胶机上，把聚酰亚胺-氧化铁-氮化硅溶液均匀平铺在晶圆表面上，匀胶后将晶圆放置于120℃的烤箱中进行前烘处理，此时聚酰亚胺-氧化铁-氮化硅溶液逐步升温进行热亚胺化，烘烤一小时后，从烤箱中取出材料，待冷却到室温后通过曝光显影，把pad焊线区上位置的薄膜部分去除，剩余薄膜则粘附在晶圆表面上；

20、s400、在衬底层背面进行磷离子扩散，再蒸镀银的方式形成背电极。

21、进一步，所述步骤s300中，制备聚酰亚胺-氧化铁-氮化硅溶液包括以下步骤：

22、s310、把四乙氧基硅烷teos加入至装有乙醇的烧杯中溶解，加入氨水，其中，四乙氧基硅烷teos与氨水的质量比为1：1.6-1：2.5，加入后充分搅拌，搅拌过后加入酸催化剂，得到混合溶液，使混合溶液的ph值处于1.3-1.5的环境中，再搅拌2-4小时，形成聚硅氧烷网格；

23、s320、随着缩聚聚合的进行至半溶胶状态，在空气干燥和氮气环境下以15℃-30℃的温度干燥18-36小时，获取高纯净度氮化硅溶胶；

24、s330、取4，4-二氨基二苯醚oda至烧杯中，加入适量的n-n-二甲基乙酰胺dmac溶液，其中4，4-二氨基二苯醚oda：n-n-二甲基乙酰胺dmac的质量比为1：6-1：10，摇晃烧杯至4，4-二氨基二苯醚oda完全溶解，加入氮化硅溶胶，加入后在15℃-30℃的温度下搅拌均匀；

25、s340、在室温和氮气环境下，分批缓慢加入均苯四甲酸二酐pmda进行搅拌，使溶胶溶解，在水浴加热40℃下缓慢加入2ml-12ml氧化铁溶液并进行搅拌，随着搅拌时间加长，得到聚酰胺酸-氧化铁-氮化硅溶液，其中聚酰胺酸-氧化铁-氮化硅溶液中氧化铁比例约为5%-15%，氮化硅含量约为15%-25%；

26、s350、把聚酰胺酸-氧化铁-氮化硅溶液滴在晶圆表面，通过匀胶机使聚酰胺酸-氧化铁-氮化硅溶液均匀平铺在晶圆表面上，匀胶后将晶圆放入烤箱进行前烘处理，烘烤温度设置为120℃-150℃，烘烤一小时，此时聚酰胺酸-氧化铁-氮化硅逐步升温进行热亚胺化为聚酰亚胺-氧化铁-氮化硅；

27、s360、从烤箱中取出晶圆，待晶圆冷却到室温后通过曝光显影把芯片阳电极上的焊线区位置上的薄膜去除，剩余薄膜则粘附在晶圆表面上。

28、本发明的有益效果是：

29、本发明提供的基于高分子材料的光电接收器，利用高分子材料的独特优势，实现了光电转换效率的提升，同时降低了生产成本和工艺复杂度，具有显著的应用前景和社会经济效益。

技术特征：

1.基于高分子材料的光电转换接收器，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于高分子材料的光电转换接收器，其特征在于，

3.根据权利要求1所述的基于高分子材料的光电转换接收器，其特征在于，

4.根据权利要求1所述的基于高分子材料的光电转换接收器，其特征在于，

5.根据权利要求1所述的基于高分子材料的光电转换接收器，其特征在于，

6.根据权利要求1所述的基于高分子材料的光电转换接收器，其特征在于，还包括透光所述耗尽层（300）为单晶硅衬底。

7.根据权利要求1所述的基于高分子材料的光电转换接收器，其特征在于，

8.一种基于高分子材料的光电转换接收器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

9.根据权利要求8所述的基于高分子材料的光电转换接收器的制备方法，其特征在于，所述步骤s300中，制备聚酰亚胺-氧化铁-氮化硅溶液包括以下步骤：

技术总结本发明涉及基于高分子材料的光电转换接收器及其制备方法，包括：阴电极；衬底层；耗尽层，所述耗尽层设置在所述衬底层的上方；掺杂层，所述掺杂层设置在所述耗尽层的上方；阳电极，所述阳电极包括第一阳电极和第二阳电极，所述第一阳电极和所述第二阳电极分别设置在所述掺杂层的上方；感光区，所述感光区设置在所述掺杂层的上方，且在所述第一阳电极和所述第二阳电极之间；钝化区，所述钝化区设置在所述第一阳电极的外侧和所述第二阳电极的外侧。本发明提供的基于高分子材料的光电接收器，利用高分子材料的独特优势，实现了光电转换效率的提升，同时降低了生产成本和工艺复杂度，具有显著的应用前景和社会经济效益。技术研发人员：陈景辉,邱晨,林士修,吴质朴,王翔龙受保护的技术使用者：深圳市奥伦德元器件有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/15