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　　申請號：201611223173.5
　　申請人：哈爾濱工業大學
　　發明人：代兵 朱嘉琦 劉康 楊磊 韓杰才 舒國陽 趙繼文 高鴿 孫明琪 姚凱麗

　　摘要： 一種三維結構金剛石紫外探測器及其制備方法，涉及金剛石探測科學與技術領域，尤其涉及一種三維結構金剛石紫外探測器及其制備方法。本發明為解決現有金剛石紫外探測器，采用平面電極結構，會有紫外穿透深度范圍以內金剛石縱向電場太弱不足以將光生載流子導出的問題，而采用石墨柱電極結構，會有晶界阻礙載流子的輸運問題。一種三維結構金剛石紫外探測器，包含光感區和電極結構，光感區為蛇形折疊形狀金剛石，電極結構為兩組相互交叉的叉指結構凹槽組成，每組叉指結構含有n個電極。一種三維結構金剛石紫外探測器的制備方法：基底的選擇；預處理；制備刻蝕掩膜；制備三維電極結構；沉積金屬薄膜和后處理。本發明應用于紫外探測領域。 　　主權利要求：1.一種三維結構金剛石紫外探測器，其特征在于包括一個折疊槽狀結構和兩個接線端，折疊槽狀結構位于兩個接線端中間，折疊槽狀結構彼此臨近的槽壁相互平行構成n個電極，接線端為長方形坑狀結構，接線端的深度與電極的高度相同，電極及接線端表面鍍有金屬膜。
　　2.如權利要求1所述的一種三維結構金剛石紫外探測器，其特征在于所述n個電極的取值范圍：5≤n≤50。
　　3.如權利要求1或2所述的一種三維結構金剛石紫外探測器，其特征在于所述電極的高度或接線端的深度為8～50μm，所述電極寬度為10～30μm，電極間距為10～30μm。
　　4.如權利要求1所述的一種三維結構金剛石紫外探測器的制備方法，其特征在于它按以下步驟進行：步驟一、金剛石紫外探測器基底的選擇對人造金剛石進行了拉曼表征，選擇的標準為：出現拉曼位移1332cm-1處的金剛石特征峰，特征峰半高寬小于5cm-1；步驟二、預處理用體積比為1:1:1的硝酸、高氯酸和硫酸混合溶液清洗金剛石三遍，去除表面污染物后晾干，其中硝酸質量百分比濃度為50～60％，高氯酸質量百分比濃度為65～70％，硫酸質量百分比濃度為65～75％；步驟三、制備刻蝕掩膜用光刻膠HSQ Fox 12涂敷在金剛石表面，再用電子束曝光出電極圖形，顯影液CD 26顯影，在金剛石表面形成刻蝕掩膜；步驟四、刻蝕金剛石制備電極結構用反應粒子刻蝕系統對金剛石表面進行氧離子刻蝕，刻蝕參數為：氧氣流量20～40sccm，偏壓功率80～120W，艙體壓強8～12mtorr,刻蝕時間20～200min，最終得到三維金剛石電極結構；步驟五、沉積金屬薄膜采用磁控濺射設備依次向步驟四得到的三維金剛石電極結構沉積25～35nm鈦膜和45～55nm金膜；步驟六、后處理使用去除步驟五制備好的三維金剛石電極結構表面的光刻膠后，將其置于真空退火爐中，在350～450℃條件下退火0.4～2h，降到25～30℃時，取出樣品，得到三維結構金剛石紫外探測器。
　　5.如權利要求4所述的一種三維結構金剛石紫外探測器的制備方法，其特征在于步驟四中：氧氣流量25～35sccm，偏壓功率90～110W。
　　6.如權利要求4所述的一種三維結構金剛石紫外探測器的制備方法，其特征在于步驟四中：氧氣流量30sccm，偏壓功率100W。
　　7.如權利要求4所述的一種三維結構金剛石紫外探測器的制備方法，其特征在于步驟四中：艙體壓強9～11mtorr，刻蝕時間25～100min。
　　8.如權利要求4所述的一種三維結構金剛石紫外探測器的制備方法，其特征在于步驟四中：艙體壓強10mtorr,刻蝕時間30min。
　　9.如權利要求4至8任一項所述的一種三維結構金剛石紫外探測器的制備方法，其特征在于步驟六中：在380～420℃條件下退火0.5～1.5h，自然冷卻降至26～29℃時，取出。
　　10.如權利要求4至8任一項所述的一種三維結構金剛石紫外探測器的制備方法，其特征在于步驟六中：在400℃條件下退火0.5h，自然冷卻降至27℃時，取出。