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　　申请号：201611223173.5
　　申请人：哈尔滨工业大学
　　发明人：代兵 朱嘉琦 刘康 杨磊 韩杰才 舒国阳 赵继文 高鸽 孙明琪 姚凯丽

　　摘要： 一种三维结构金刚石紫外探测器及其制备方法，涉及金刚石探测科学与技术领域，尤其涉及一种三维结构金刚石紫外探测器及其制备方法。本发明为解决现有金刚石紫外探测器，采用平面电极结构，会有紫外穿透深度范围以内金刚石纵向电场太弱不足以将光生载流子导出的问题，而采用石墨柱电极结构，会有晶界阻碍载流子的输运问题。一种三维结构金刚石紫外探测器，包含光感区和电极结构，光感区为蛇形折叠形状金刚石，电极结构为两组相互交叉的叉指结构凹槽组成，每组叉指结构含有n个电极。一种三维结构金刚石紫外探测器的制备方法：基底的选择；预处理；制备刻蚀掩膜；制备三维电极结构；沉积金属薄膜和后处理。本发明应用于紫外探测领域。 　　主权利要求：1.一种三维结构金刚石紫外探测器，其特征在于包括一个折叠槽状结构和两个接线端，折叠槽状结构位于两个接线端中间，折叠槽状结构彼此临近的槽壁相互平行构成n个电极，接线端为长方形坑状结构，接线端的深度与电极的高度相同，电极及接线端表面镀有金属膜。
　　2.如权利要求1所述的一种三维结构金刚石紫外探测器，其特征在于所述n个电极的取值范围：5≤n≤50。
　　3.如权利要求1或2所述的一种三维结构金刚石紫外探测器，其特征在于所述电极的高度或接线端的深度为8～50μm，所述电极宽度为10～30μm，电极间距为10～30μm。
　　4.如权利要求1所述的一种三维结构金刚石紫外探测器的制备方法，其特征在于它按以下步骤进行：步骤一、金刚石紫外探测器基底的选择对人造金刚石进行了拉曼表征，选择的标准为：出现拉曼位移1332cm-1处的金刚石特征峰，特征峰半高宽小于5cm-1；步骤二、预处理用体积比为1:1:1的硝酸、高氯酸和硫酸混合溶液清洗金刚石三遍，去除表面污染物后晾干，其中硝酸质量百分比浓度为50～60％，高氯酸质量百分比浓度为65～70％，硫酸质量百分比浓度为65～75％；步骤三、制备刻蚀掩膜用光刻胶HSQ Fox 12涂敷在金刚石表面，再用电子束曝光出电极图形，显影液CD 26显影，在金刚石表面形成刻蚀掩膜；步骤四、刻蚀金刚石制备电极结构用反应粒子刻蚀系统对金刚石表面进行氧离子刻蚀，刻蚀参数为：氧气流量20～40sccm，偏压功率80～120W，舱体压强8～12mtorr,刻蚀时间20～200min，最终得到三维金刚石电极结构；步骤五、沉积金属薄膜采用磁控溅射设备依次向步骤四得到的三维金刚石电极结构沉积25～35nm钛膜和45～55nm金膜；步骤六、后处理使用去除步骤五制备好的三维金刚石电极结构表面的光刻胶后，将其置于真空退火炉中，在350～450℃条件下退火0.4～2h，降到25～30℃时，取出样品，得到三维结构金刚石紫外探测器。
　　5.如权利要求4所述的一种三维结构金刚石紫外探测器的制备方法，其特征在于步骤四中：氧气流量25～35sccm，偏压功率90～110W。
　　6.如权利要求4所述的一种三维结构金刚石紫外探测器的制备方法，其特征在于步骤四中：氧气流量30sccm，偏压功率100W。
　　7.如权利要求4所述的一种三维结构金刚石紫外探测器的制备方法，其特征在于步骤四中：舱体压强9～11mtorr，刻蚀时间25～100min。
　　8.如权利要求4所述的一种三维结构金刚石紫外探测器的制备方法，其特征在于步骤四中：舱体压强10mtorr,刻蚀时间30min。
　　9.如权利要求4至8任一项所述的一种三维结构金刚石紫外探测器的制备方法，其特征在于步骤六中：在380～420℃条件下退火0.5～1.5h，自然冷却降至26～29℃时，取出。
　　10.如权利要求4至8任一项所述的一种三维结构金刚石紫外探测器的制备方法，其特征在于步骤六中：在400℃条件下退火0.5h，自然冷却降至27℃时，取出。