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多晶金剛石薄膜日盲紫外探測(cè)器件的電極制備

2023-01-07 13:23陳子依張偉亮榮曦明韓舜曾玉祥曹培江方明柳文軍朱德亮呂有明
發(fā)光學(xué)報(bào) 2022年12期
關(guān)鍵詞:光刻偏壓金剛石

陳子依,張偉亮,榮曦明,韓舜,曾玉祥,曹培江,方明,柳文軍,朱德亮,呂有明

(深圳大學(xué)材料學(xué)院,深圳市特種功能材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,廣東省功能材料界面工程研究中心,廣東 深圳 518055)

1 引 言

近年來,寬帶隙半導(dǎo)體紫外光電探測(cè)器的研究受到廣泛關(guān)注,特別是工作在220~280 nm的日盲紫外光電探測(cè)器因其高靈敏度和低噪聲的優(yōu)點(diǎn),成為在導(dǎo)彈制導(dǎo)、空間探測(cè)以及火災(zāi)預(yù)警等軍事和民用領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。其中,主要工作集中在SiC[1]、GaN[2]、ZnO[3]、Ga2O3[4]等日盲紫外探測(cè)材料上。而最近金剛石[5]作為當(dāng)今新興起的第三代半導(dǎo)體材料,由于具有5.45 eV的寬帶隙、擊穿場(chǎng)強(qiáng)高、載流子遷移率高、介電常數(shù)小以及熱導(dǎo)率高等優(yōu)點(diǎn),使其成為制備在高溫、高輻射條件下工作的探測(cè)器的熱門材料[6]。人們以期利用金剛石的優(yōu)勢(shì)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)高能粒子、X射線以及深紫外光的高靈敏探測(cè)[7-10]。

由于成本高和難以獲得大尺寸單晶金剛石薄膜,人們把注意力集中在多晶金剛石薄膜的制備及其日盲紫外探測(cè)器的研究上,并取得了很大的進(jìn)展[11-14]。例如,已有研究者報(bào)道了多晶金剛石薄膜日盲紫外探測(cè)器的紫外/可見光的分辨率達(dá)到了107數(shù)量級(jí)[13]。特別是2022年鄭州大學(xué)單崇新團(tuán)隊(duì)[14]首次成功實(shí)現(xiàn)了基于微波等離子體化學(xué)氣相沉積(MPCVD)技術(shù)制備的多晶金剛石光電探測(cè)器平面陣列的成像系統(tǒng),該光電探測(cè)器陣列具有良好的均勻性和穩(wěn)定性,在30 V偏壓和218 nm波長(zhǎng)下,響應(yīng)度為255 mA/W,響應(yīng)速度達(dá)到0.51 ms。另外,一些研究者利用金剛石的p型半導(dǎo)體特性,通過與其他n型半導(dǎo)體構(gòu)建了異質(zhì)結(jié)器件[15-17]。例如,黃健等[15]采用磁控濺射法在p型自支撐金剛石薄膜上制備了n型ZnO薄膜,通過在ZnO薄膜和金剛石薄膜上沉積Al/Au復(fù)合電極和Au電極制備了異質(zhì)結(jié)紫外探測(cè)器,該器件的正反向電流比值高達(dá)8×104,對(duì)370 nm紫外光具有光響應(yīng)。而最近金剛石/β-Ga2O3異質(zhì)結(jié)的工作倍受關(guān)注[16],人們?cè)谠撈骷弦呀?jīng)成功實(shí)現(xiàn)了自驅(qū)動(dòng)效應(yīng)。

盡管人們?cè)诮饎偸∧ど弦呀?jīng)成功制備了日盲紫外探測(cè)器,但由于金剛石日盲紫外探測(cè)器的研究起步較晚,目前制備的金剛石探測(cè)器件的性能還很低下,其中面臨的主要問題是超寬帶隙所導(dǎo)致的響應(yīng)度偏低[17]。一方面需要亟待解決高質(zhì)量金剛石材料的制備問題,通過摻雜和表面改性提高電學(xué)性能;另一方面,由于金剛石本身屬于弱p型材料,雖然本征金剛石材料呈現(xiàn)高阻特性,選擇何種金屬制備電極顯得至關(guān)重要,而關(guān)于系統(tǒng)研究金屬電極對(duì)探測(cè)器性能的影響的工作較少。目前針對(duì)金剛石紫外探測(cè)器普遍使用功函數(shù)較大的金屬作為電極材料,包括Au[18]、Ti[19]、Ti/Au[20]等金屬。其中Au電極是普遍使用的紫外探測(cè)器金屬電極,但是對(duì)于高達(dá)5.45 eV禁帶寬度的金剛石,并不能與Au的功函數(shù)形成良好的適配性;而Ti金屬又存在極容易氧化的問題,對(duì)器件性能影響較大;在此基礎(chǔ)上形成的Ti/Au電極結(jié)構(gòu)雖然能夠克服Ti金屬氧化的問題,但是其復(fù)雜的電極工藝同樣是一個(gè)不可忽視的缺點(diǎn)。Ag通常作為探測(cè)器電極材料被研究[21],其優(yōu)勢(shì)在于電極制備工藝簡(jiǎn)單、成本低,但目前選擇Ag作為金剛石探測(cè)器件電極材料的研究還鮮有報(bào)道。

因此,本文開展了金剛石薄膜日盲紫外探測(cè)器電極工藝的制備研究,首先利用不同光刻工藝在多晶金剛石薄膜上制備了MSM結(jié)構(gòu)的叉指電極,討論了濕法光刻與lift-off光刻對(duì)金剛石紫外探測(cè)性能的影響;并在此基礎(chǔ)上利用lift-off光刻工藝制備了Au、Ag、Ti、Ti/Au四種電極的器件,對(duì)比了不同金屬電極制備出的金剛石紫外探測(cè)器件的性能差異。

2 實(shí) 驗(yàn)

本文采用的樣品是通過DC-PJCVD法在800℃高溫下生長(zhǎng)的多晶金剛石薄膜,該方法生產(chǎn)效率高,制備出的金剛石是自支撐的金剛石薄膜,樣品的尺寸為1 cm×1 cm×0.3 mm。在進(jìn)行器件制備之前,我們首先通過X射線衍射(XRD)、原子力顯微鏡(AFM)、拉曼散射光譜、光致發(fā)光(PL)光譜和透射光譜對(duì)金剛石樣品進(jìn)行了結(jié)構(gòu)、形貌和光學(xué)性能的表征。在清洗好的金剛石樣品表面通過lift-off光刻工藝制備了Au的叉指結(jié)構(gòu)電極,構(gòu)建了MSM型日盲紫外探測(cè)器件,如圖1所示。lift-off光刻工藝由于是在金剛石上顯影出相應(yīng)的圖案后,樣品再通過熱蒸發(fā)法進(jìn)行金屬的蒸鍍,最后完成去膠得到叉指電極的器件;因而通過光學(xué)顯微鏡觀測(cè)到liftoff光刻工藝制備的電極形貌完整,插圖給出了Au叉指電極實(shí)物圖,其中叉指的長(zhǎng)度為500μm,叉指間距與叉指寬度都是10μm。為了說明lift-off光刻工藝對(duì)探測(cè)器件性能的影響,我們采用濕法光刻工藝在相同的金剛石樣品上制備了Au叉指結(jié)構(gòu)電極。lift-off光刻和濕法光刻的工藝類似,都是在光刻產(chǎn)生的圖案上得到所需的電極,兩種工藝的操作是相同的,區(qū)別在于步驟上。濕法光刻是先在襯底上蒸鍍金屬,再使用光刻法產(chǎn)生圖案,最后通過腐蝕液除去多余的金屬,再用去膠液去膠,得到器件成品。由于腐蝕液的引入會(huì)和蒸鍍的電極發(fā)生反應(yīng),破壞電極的完整性,因此難免會(huì)對(duì)器件性能產(chǎn)生不利影響。而lift-off光刻是先使用光刻法產(chǎn)生圖案,再蒸鍍金屬電極,最后使用去膠液去除多余的金屬和光刻膠,得到器件成品。由于多余的金屬是沉積在光刻膠上方,因此用去膠液去除光刻膠時(shí),多余的金屬會(huì)隨光刻膠一起脫落,避免引入腐蝕液,從而達(dá)到保護(hù)電極、提升器件性能的目的。對(duì)不同工藝方法制備的金剛石紫外探測(cè)器件,在254 nm紫外燈照射下進(jìn)行了I-V特性和響應(yīng)特性測(cè)量,比較了lift-off光刻工藝制備的器件與濕法光刻工藝器件的性能差異。

圖1 (a)lift-off光刻工藝制備的探測(cè)器叉指電極結(jié)構(gòu)圖;(b)對(duì)應(yīng)的光刻后實(shí)物照片。Fig.1(a)Structure diagram of the detector interfinger electrode prepared by lift-off lithography process.(b)Photograph of the device electrode after lithography.

最后,我們利用lift-off光刻工藝制備了Ti、Au、Ti/Au和Ag四種金屬電極的金剛石探測(cè)器件,研究了不同金屬電極對(duì)制備的金剛石探測(cè)器的性能影響。在254 nm紫外燈照射下分別測(cè)試了通過熱蒸發(fā)蒸鍍不同金屬電極情況下制備出的金剛石紫外探測(cè)器件的I-V特性曲線和響應(yīng)特性曲線,研究了不同金屬電極對(duì)器件探測(cè)性能的影響。

3 結(jié)果與討論

通過對(duì)金剛石進(jìn)行一系列表征,確保金剛石樣品純凈且平整,符合制備紫外探測(cè)器件的要求。圖2是金剛石樣品的AFM圖像、XRD圖譜、拉曼散射光譜、光致發(fā)光光譜和吸收光譜以及帶隙擬合圖譜。

圖2(a)為金剛石薄膜的AFM圖像,表面粗糙度為0.788 nm,結(jié)果表明所得到的金剛石表面較為平整。圖2(b)是多晶金剛石薄膜的XRD圖譜,從圖中觀察到位于43.8°、75.2°、91.4°、119.9°出現(xiàn)4個(gè)衍射峰,分別對(duì)應(yīng)立方金剛石結(jié)構(gòu)的(111)、(220)、(311)、(400)晶面,4個(gè)衍射峰的半高寬分別為0.53°、0.52°、0.62°、0.48°左右,表明測(cè)量的樣品為多晶金剛石薄膜。圖2(c)顯示的是金剛石薄膜樣品室溫下的拉曼散射光譜,從圖中可以明顯地看到僅在1 332 cm-1處有一個(gè)尖峰,半高寬為7.8 cm-1,這是典型的金剛石sp3雜化形成的碳碳結(jié)構(gòu),并且沒有出現(xiàn)明顯的石墨相結(jié)構(gòu),表明薄膜樣品為金剛石結(jié)構(gòu)且具有良好的結(jié)晶度。在HeCd激光器325 nm波長(zhǎng)的激光激發(fā)下,測(cè)量了金剛石薄膜的室溫下光致發(fā)光(PL)光譜,如圖2(d)所示??梢园l(fā)現(xiàn)樣品在439 nm以及534 nm處出現(xiàn)兩個(gè)明顯的發(fā)光峰,其中位于439 nm處較弱的發(fā)光峰來自金剛石薄膜中與位錯(cuò)缺陷態(tài)相關(guān)的特征發(fā)射[22];而在534 nm處形成的寬峰則通常被認(rèn)為是與氮和空位形成的缺陷發(fā)光中心有關(guān)[23],其中N可能是由于制備過程中由反應(yīng)室的殘余氣體引入的[24]。圖2(e)顯示了金剛石薄膜樣品的吸收光譜,可以發(fā)現(xiàn)其在225 nm處有一個(gè)很明顯的吸收邊,并且在272 nm處存在一個(gè)肩峰。眾多的研究表明[25-26],對(duì)于人工合成的金剛石薄膜,在制備過程中會(huì)不可避免地引入一些雜質(zhì)和缺陷態(tài),相應(yīng)的能級(jí)分布于金剛石的帶隙中,導(dǎo)致對(duì)低于禁帶寬度的光子存在一定程度的吸收。因此,來自金剛石中的缺陷態(tài)被認(rèn)為是樣品呈現(xiàn)低于帶邊存在吸收的主要原因,這也可以從圖2(d)的PL光譜中觀測(cè)到的缺陷和雜質(zhì)相關(guān)的發(fā)光得到驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)采用的多晶金剛石樣品對(duì)272~225 nm之間的紫外光有一定吸收,這也解釋了后續(xù)制備的器件在254 nm波長(zhǎng)紫外光照下產(chǎn)生響應(yīng)的原因。按照公式(αhν)1/2=A(hν-Eg)對(duì)樣品進(jìn)行了光學(xué)帶隙擬合,如圖2(f)所示,結(jié)果表明對(duì)應(yīng)的帶隙能量為5.225 eV。

圖2 金剛石薄膜的表征結(jié)果。(a)AFM圖像;(b)XRD圖譜;(c)拉曼散射光譜;(d)光致發(fā)光光譜;(e)吸收光譜;(f)(αhν)1/2隨光子能量(hν)的變化關(guān)系。Fig.2 Characterization of the diamond thin films.(a)AFM image.(b)XRD spectrum.(c)Raman scattering spectrum.(d)Photoluminescence spectrum.(e)Absorption spectrum.(f)Plot of(αhν)1/2 as the function of the photon energy(hν).

圖3給出了由濕法光刻工藝和lift-off光刻工藝制備的金剛石探測(cè)器件I-V特性曲線和響應(yīng)度曲線,所蒸鍍的電極材料為Au電極。可以看到,當(dāng)電壓以1 V的步長(zhǎng)從0 V增加到25 V,兩個(gè)器件的光電流(Ilight)與暗電流(Idark)均隨著電壓的增加而上升。濕法光刻制備的器件(圖3(a))在25 V偏壓時(shí)其Ilight為8.7 nA,光暗電流比為1.85。而采用lift-off工藝制備的器件,如圖3(c)所示的I-V特性曲線顯示,在25 V偏壓下器件的Ilight達(dá)到39.1 nA,光暗電流比為12.7??梢郧宄吹剑m然兩種光刻工藝制備的叉指結(jié)構(gòu)尺寸相同,但是結(jié)果表明濕法光刻制備的器件性能更低。lift-off和濕法光刻兩種工藝使用的是相同的金屬材料,并且蒸鍍電極的方法也完全相同。然而lift-off光刻中沒有引入腐蝕液,避免了腐蝕液的影響;而在濕法光刻中,不同的金屬需要用到不同的腐蝕液,這進(jìn)一步增大了腐蝕液對(duì)電極材料的影響。因此在充分考慮整個(gè)實(shí)驗(yàn)流程之后,我們認(rèn)為性能差異主要來自于不同的光刻工藝流程。濕法光刻是先蒸鍍金屬再進(jìn)行光刻,在刻蝕過程中由于腐蝕液對(duì)電極的邊緣存在破壞,導(dǎo)致濕法光刻相較于lift-off光刻其金屬電極通常呈現(xiàn)出倒梯形的形狀,從而極大地影響電極對(duì)光生載流子的收集能力。而lift-off光刻工藝由于是先刻蝕圖案再蒸鍍金屬,摒棄了濕法光刻所需要的使用腐蝕液刻蝕金屬電極的步驟,使得lift-off光刻所制備的電極附著力更強(qiáng)、形貌更加完整,因此lift-off工藝制備的器件性能普遍優(yōu)于濕法光刻制備的器件。

通過I-V特性曲線,結(jié)合測(cè)試的光功率(110μw/cm2)與有效光照面積,我們可以得到器件的響應(yīng)度隨電壓變化的曲線,如圖3(b)、(d)所示。所有器件的響應(yīng)度都隨著電壓的提升而升高,對(duì)于濕法光刻工藝(圖3(b))和lift-off光刻工藝(圖3(d))制備的器件,在25 V偏壓下響應(yīng)度分別為16.6 mA/W和150 mA/W。可以看到,lift-off光刻方法制備的器件響應(yīng)度性能要遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于濕法光刻器件性能,其中器件響應(yīng)度提高了9倍。兩種工藝方法制備的金剛石紫外探測(cè)器的性能比較如表1所示。

圖3 利用不同工藝方法制備金剛石薄膜探測(cè)器的I-V特性曲線和響應(yīng)度曲線。(a)~(b)濕法光刻;(c)~(d)lift-off光刻。Fig.3 I-V characteristic curves and responsivity curves of the diamond film detectors prepared by different processes.(a)-(b)Wet lithography.(c)-(d)Lift-off lithography.

表1 不同工藝方法制備金剛石薄膜探測(cè)器的性能比較Tab.1 Comparison of performance of the diamond film detectors prepared by different processes

上述研究結(jié)果表明,選擇Au作為電極材料采用lift-off光刻法制備出來的器件性能要優(yōu)于濕法光刻器件。由于不同金屬電極與金剛石材料形成的接觸性質(zhì)存在差異,為了進(jìn)一步優(yōu)化制備的金剛石紫外探測(cè)器件的性能,我們嘗試用其他金屬電極來制備了不同的器件。由于lift-off光刻工藝不需要考慮對(duì)金屬的刻蝕影響,這為我們選擇金屬材料帶來了方便。因此,我們選擇Au、Ag、Ti、Ti/Au四種不同的金屬,使用lift-off光刻法制備叉指電極來構(gòu)建金剛石紫外探測(cè)器件。作為對(duì)比,本次實(shí)驗(yàn)采用的都為同一批金剛石薄膜,制備的叉指電極也具有相同的結(jié)構(gòu)。圖4給出了不同金屬電極制備的金剛石探測(cè)器件的I-V特性曲線(左)以及響應(yīng)度曲線(右)。圖4(a)是Ti/Au電極制備的金剛石探測(cè)器的I-V特性曲線,可以看到在25 V的偏壓下,器件的Ilight為0.189μA,Idark為3.6 nA,光暗電流比為51.9。而圖4(b)所示為Ti電極制備的器件I-V曲線,其在25 V偏壓下Ilight僅為6.6 nA,Idark為2.8 nA,光暗電流比為2.36。Au電極修飾的器件I-V曲線如圖4(c)所示,25 V電壓下器件的Ilight為39.1 nA,Idark為3.1 nA,光暗電流比為12.7。對(duì)于圖4(d)所示的Ag電極制備的器件I-V曲線,我們注意到當(dāng)器件>15 V偏壓時(shí)Ilight出 現(xiàn)陡增,在25 V偏壓下Ilight高達(dá)0.21μA,Idark為2.3 nA,光暗電流比達(dá)到89。通過對(duì)比上述結(jié)果可以發(fā)現(xiàn),Ti/Au電極比Ti電極和Au電極的性能更好。而許多文獻(xiàn)報(bào)道也都采用Ti/Au作為電極制備金剛石器件[27],這是因?yàn)門i的功函數(shù)為4.33,與金剛石形成的肖特基勢(shì)壘很低,易于形成歐姆接觸。但是單一金屬Ti作為電極在接觸空氣后容易氧化成TiO2,電阻值增大,導(dǎo)致TiO2對(duì)光生載流子的阻擋作用更強(qiáng),界面的分壓就會(huì)增多,器件內(nèi)部分壓就會(huì)減少,器件內(nèi)部載流子傳輸效率就會(huì)減弱很多。而Ti/Au電極是在蒸鍍完20 nm的Ti電極后再蒸鍍一層30 nm的Au電極,這樣Au電極能夠起到保護(hù)層的作用,保護(hù)Ti電極不被氧化。因此,Ti電極的器件性能會(huì)比Au電極更低,而Ti/Au電極的性能最好。我們還發(fā)現(xiàn),Ag電極的光電流與Ti/Au電極處于同一數(shù)量級(jí),而Ag電極的暗電流比Ti/Au電極的暗電流更低,因此Ag電極器件具有更大的光暗電流比。

圖4 使用不同金屬電極制備的金剛石探測(cè)器的I-V特性曲線(左)和響應(yīng)度曲線(右)。(a)Ti/Au電極;(b)Ti電極;(c)Au電極;(d)Ag電極。Fig 4 I-V characteristic curves(left)and responsivity curves(right)of the diamond detectors prepared with different metal electrodes.(a)Ti/Au electrode.(b)Ti electrode.(c)Au electrode.(d)Ag electrode.

我們通過計(jì)算給出了不同金屬電極制備的金剛石紫外探測(cè)器件的響應(yīng)度隨電壓變化關(guān)系曲線,如圖4(a')、(b')、(c')、(d')所示。結(jié)果顯示,對(duì) 于Ti/Au電極、Ti電極、Au電極和Ag電極制備的器件,在25 V偏壓下得到的光響應(yīng)度分別為0.7 A/W、13.2 mA/W、0.15 A/W和0.78 A/W。從圖4(d')中不難發(fā)現(xiàn),利用Ag電極制備器件的響應(yīng)度,在電壓>15 V時(shí)出現(xiàn)陡增,在四種不同材料電極的比較中,Ag電極的響應(yīng)度顯示出明顯的優(yōu)勢(shì)。

為了進(jìn)一步解釋上述現(xiàn)象,我們給出了Ag電極與金剛石表面接觸后的能帶結(jié)構(gòu)示意圖,如圖5(a)、(b)所示。其中Ec、Ef和Ev分別是對(duì)應(yīng)于金剛石導(dǎo)帶、費(fèi)米能級(jí)和價(jià)帶的能級(jí)。金剛石薄膜的電子親和勢(shì)為0.5 eV,Ag金屬的功函數(shù)ΦA(chǔ)g=4.26 eV。當(dāng)Ag電極與金剛石薄膜接觸后,在熱平衡的作用下,兩者費(fèi)米能級(jí)趨于一致,導(dǎo)致金剛石能級(jí)的能帶向下彎曲形成具有勢(shì)壘高度V0=3.76 eV的空間電荷區(qū)(圖中陰影),形成肖特基勢(shì)壘并產(chǎn)生由Ag電極側(cè)指向金剛石側(cè)的內(nèi)建電場(chǎng)。由于肖特基勢(shì)壘的存在,導(dǎo)致金剛石內(nèi)的電子移到Ag電極處十分困難。施加偏壓后的器件能帶示意圖如圖5(b)所示,當(dāng)施加與內(nèi)建電場(chǎng)方向相同的外加偏壓VD后,勢(shì)壘高度增加,空間電荷區(qū)變寬,此時(shí)空間電荷區(qū)寬度大于電子隧穿的臨界厚度,電子無法穿過空間電荷區(qū)。金剛石半導(dǎo)體的費(fèi)米能級(jí)比Ag金屬的費(fèi)米能級(jí)高出VD,而外加紫外光照使得器件內(nèi)部產(chǎn)生大量的光生載流子,空間電荷區(qū)變窄,導(dǎo)致其厚度小于電子隧穿的臨界厚度,如圖5(b)紅色虛線所示。當(dāng)外加偏壓足夠大(VD>15 V)時(shí),半導(dǎo)體價(jià)帶頂能量高于金屬費(fèi)米能級(jí),此時(shí)金剛石價(jià)帶中的電子能夠順利地移動(dòng)到Ag電極側(cè),并在金剛石內(nèi)部留下空穴,產(chǎn)生隧穿效應(yīng)。所以在>15 V的偏壓下,利用Ag電極制備的金剛石器件要比Ti/Au電極制備的金剛石器件具有更加優(yōu)異的性能。

圖5 金剛石薄膜與Ag電極接觸后的能帶結(jié)構(gòu)示意圖。(a)0 V偏壓下;(b)施加VD偏壓下(紫外光照)。Fig.5 Schematic diagram of the energy band structure of the diamond film after contact with Ag electrode.(a)0 V bias.(b)VD forward bias(UV-irradiation).

4 結(jié) 論

本文對(duì)DC-PJCVD法生長(zhǎng)的金剛石薄膜進(jìn)行了結(jié)構(gòu)、形貌和光學(xué)性能表征研究。結(jié)果表明,該金剛石薄膜呈現(xiàn)出表面平整的多晶結(jié)構(gòu),沒有其他物相存在;光學(xué)性能測(cè)量顯示該薄膜樣品存在大量的N相關(guān)的雜質(zhì)和缺陷態(tài),并且可以在日盲紫外光波段產(chǎn)生明顯的吸收。選擇Au作為電極材料、通過濕法光刻工藝和lift-off光刻工藝在金剛石多晶薄膜上制備了MSM型的日盲紫外探測(cè)器件,對(duì)比了不同光刻工藝制備的器件性能。在25 V偏壓下,濕法光刻器件和lift-off光刻器件的光暗電流比分別為1.85和12.7,響應(yīng)度分別為16.6 mA/W和150 mA/W。結(jié)果表明,由于lift-off光刻的電極受腐蝕液影響較小,lift-off光刻器件比濕法光刻器件顯示出更好的探測(cè)性能。利用lift-off光刻工藝選擇Au、Ti、Ti/Au和Ag四種金屬制備了叉指電極,研究了不同的金屬電極對(duì)制備的金剛石日盲探測(cè)器件性能的影響。結(jié)果表明,由于Ag電極與金剛石薄膜之間形成肖特基接觸,在大的正向偏壓下存在勢(shì)壘隧穿效應(yīng)引起的增益,在25 V偏壓下Ilight高達(dá)0.21μA,響應(yīng)度達(dá)到0.78 A/W,性能與已有報(bào)道的器件性能相當(dāng),比Au電極器件提高了5.2倍,顯示在高壓工作下Ag電極制備的金剛石紫外探測(cè)器件性能具有更明顯的優(yōu)勢(shì)。

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