专利名称：有机/无机异质结光电探测器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于半导体光电子学技术领域中的一种光电探测器。
背景技术：
光电探测器是将光的能量(光子)转变为电的能量(电压或电流)的电子元器件。它是光电子系统中不可缺少的关键器件。在光通信、光纤传感、电视、控调、激光测距、跟踪、制导、译码器以及自动控制等民用和军事建设中，都大量应用各种不同类型的光电探测器。目前国内研究试制和生产的半导体光电探测器，完全是由无机半导体材料(如Ge、Si、GaAs等)形成p-n结制成的。半导体光电探测器的参数及其应用范围与其采用的材料类别密切相关。在实际应用中，波长小于1000nm的波段范围内，半导体单晶硅(Si)是自前在光电探测器制造中常用的基底材料，利用半导体单晶硅(Si)，通过平面工艺的方法可制成现在广泛使用的光电二极管(PD)和雪崩光电二极管(APD)。这两种器件均是同质结，即在Si单晶的表面，通过氧化、光刻窗口、选择性杂质扩散等工艺制成。生产工艺相对复杂、生产成本较高、成品率较低。
发明内容本实用新型旨在开拓和发展半导体材料和器件的基础上，提供一种工艺简单、生产成本低、适合大批量生产的新型异质结光电探测器。
上述目的是通过以下技术措施实观的一种新型异质结光电探测器，由陶瓷管座、透明还氧树脂、金属垫片、芯片及管脚组成，其特征在于光电探测器的芯片是以无机半导体材料p-Si单晶为基底材料层，其表面为真空蒸发的有机半导体材料苝四甲酸二酐(PTCDA)层，有机半导体材料苝四甲酸二酐(PTCDA)层的表面溅射有ITO膜；p-Si单晶基底材料层的背面为真空蒸发的铝电极层。
上述异质结光电探测器具有以下积极效果①利用真空蒸发的方法形成有机/无机同型异质结复合层结构，在p-n结的形成原理和方法上明显创新；②这种结构的光电探测器，使工艺大大简化，不需要光刻及扩散，因此降低了生产成本，并提高了成品率；③经过测试，该光电探测器的性能具有对光的带宽(450nm～1100nm)响应宽，量子效率高(光—电转换效率可达100％)，适于大批量生产，且在低、高温使用环境稳定性及可靠性好等特点。
附图为光电探测器的结构示意图。
具体实施方式
图中1-陶瓷管座；2-透明还氧树脂；3-金属垫片；4-芯片；5-管脚；6-p-Si单晶基底材料层；7-有机半导体材料苝四甲酸二酐(PTCDA)层；8-ITO膜；9-铝电极层。
如图所示，本实用新型提供的异质结光电探测器，其整体外形结构与传统产品基本相同，都是由陶瓷管座1、透明还氧树脂2、金属垫片3、芯片4及管脚5组成。其创新点在于光电探测器的芯片采取了有机/无机同型异质结复合层结构，即以无机半导体材料p-Si单晶为基底材料层6，其表面为真空蒸发的有机半导体材料苝四甲酸二酐(PTCDA)层7；有机半导体材料苝四甲酸二酐(PTCDA)层7的表面溅射有ITO膜8；p-Si单晶基底材料层6的背面为真空蒸发的铝电极层9，厚200nm。
上述异质结光电探测器是按下列工艺路线制作出来的将已抛光的p-Si单晶经化学清洗后，用大量去离子水冲洗干净后，在其表面生长2000A°左右的SiO2层后，在30％浓度的HF溶液中室温下将其SiO2层腐蚀后，用大量去离子水冲洗干净后烘干；背面真空蒸发铝电极(厚200nm)后，在氢气保护气氛中合金化处理；保护背面铝层并在20％的HF溶液中腐蚀Si片表面，经大量去离子水冲洗干净后，在氮气保护下红外灯烘干，快速进入真空蒸发室蒸发有机半导体材料PTCDA(厚200nm)。在磁控溅射台中溅射ITO膜(Sn2O3∶SnO2＝90％∶10％)。再经划片、装架、压焊电极，用透明还氧树脂封顶，在高、低温环境下贮存48小时，测试打印。
权利要求1.一种有机/无机异质结光电探测器，由陶瓷管座(1)、透明还氧树脂(2)、金属垫片(3)、芯片(4)及管脚(5)组成，其特征在于光电探测器的芯片(4)采取有机/无机同型异质结复合层结构，即以无机半导体材料p-Si单晶为基底材料层(6)，其表面为真空蒸发的有机半导体材料苝四甲酸二酐PTCDA层(7)；有机半导体材料苝四甲酸二酐PTCDA层(7)的表面溅射有ITO膜(8)；p-Si单晶基底材料层(6)的背面为真空蒸发的铝电极层(9)。
专利摘要一种有机/无机异质结光电探测器，由陶瓷管座(1)、透明还氧树脂(2)、金属垫片(3)、芯片(4)及管脚(5)组成，其特征在于芯片(4)是以无机半导体材料p－Si单晶为基底材料层(6)，其表面为真空蒸发的有机半导体材料PTCDA层(7)；PTCDA层(7)的表面溅射有ITO膜(8)；基底材料层(6)的背面为真空蒸发的铝电极层(9)。该光电探测器利用真空蒸发的方法形成有机/无机同型异质结复合层结构，在p－n结的形成原理和方法上明显创新，从而使工艺大大简化，不需要光刻及扩散，因此降低了生产成本，并提高了成品率，经测试具有对光的带宽(450nm～1100nm)响应宽，量子效率高(光—电转换效率可达100％)，适于大批量生产，且在低、高温使用环境稳定性及可靠性好等特点。
文档编号H01L31/00GK2578985SQ0225244
公开日2003年10月8日 申请日期2002年8月28日 优先权日2002年8月28日
发明者张福甲, 张旭 申请人:兰州大学