一种具有超快冷却结构的光电探测器的制备方法技术

技术编号:43836616 阅读:13 留言:0更新日期:2024-12-31 18:34
本发明专利技术的目的在于提供一种具有超快冷却结构的光电探测器的制备方法,属于光电子器件散热领域。该光电探测器结构从下至上依次是:两层相互垂直的金刚石基液体流动通道、硅、垂直石墨烯及两侧源极和漏极,具体是将钼丝置于具有微槽道的硅衬底上生长金刚石膜,对金刚石膜处理加工新的微槽道后再次放置钼丝沉积金刚石,制备两层相互垂直的金刚石基液体流动通道得到超快冷却结构,再在具有超快冷却结构的硅片平整面上沉积垂直石墨烯膜,最后在垂直石墨烯上镀制金属电极并进行图形化。本发明专利技术结合金刚石优异的导热特性,通过两层相互垂直的金刚石基液体流动通道构建超快冷却结构,进而实现高效散热以保证光电探测器的工作稳定性和使用寿命。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于光电子器件散热领域,尤其涉及一种具有超快冷却结构的光电探测器的制备方法


技术介绍

1、随着高性能、微型化和集成化的趋势加速,光电探测器运行时产生的高热量需要及时排散,否则极易导致其内部结构破坏、材料发生形变和功能运行失效等问题。而为了保证稳定服役和足够的使用寿命,良好的散热设计成为了光电探测器可靠性增强、响应度增加以及集成度提高的关键。

2、专利cn107731903a公开了一种集成式光电探测器的散热结构,用于解决光电探测器长时间使用后导致的多元件电路板高温问题。但此结构利用风力将塔式散热片表面的热量进行冷却,属于传统降温方式,导热效率还有待提升。微通道冷却通过增加单位体积散热器与冷却介质的接触面积以获得很高的表面传热系数,与其相比具有结构紧凑、换热效率高和传热温差小等明显优势。而金刚石材料导热性能优异(~2000w/mk),且物理和化学性质稳定,不易受到环境腐蚀,是制作微通道的优良材料。因此,对于上述散热需求下的光电探测器,金刚石可以作为散热基材,特别是对于添加了流动冷却介质的微通道结构,可以实现超快速地排散热量,从而有效抑制本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种具有超快冷却结构的光电探测器的制备方法,其特征在于,将钼丝置于具有微槽道的硅衬底上生长金刚石膜,对金刚石膜处理加工新的微槽道后再次放置钼丝沉积金刚石,制备两层相互垂直的金刚石基液体流动通道得到超快冷却结构,再在具有超快冷却结构的硅片平整面上沉积垂直石墨烯膜,最后在垂直石墨烯上镀制金属电极并进行图形化以制备具有超快冷却结构的光电探测器;

2.如权利要求1所述具有超快冷却结构的光电探测器的制备方法,其特征在于,步骤1所述加工出的微槽道尺寸应满足槽道内部深度小于槽道内部宽度的一半,槽道内部宽度小于槽道之间的水平距离。

3.如权利要求1所述具有超快冷却结构的光电探...

【技术特征摘要】

1.一种具有超快冷却结构的光电探测器的制备方法,其特征在于,将钼丝置于具有微槽道的硅衬底上生长金刚石膜,对金刚石膜处理加工新的微槽道后再次放置钼丝沉积金刚石,制备两层相互垂直的金刚石基液体流动通道得到超快冷却结构,再在具有超快冷却结构的硅片平整面上沉积垂直石墨烯膜,最后在垂直石墨烯上镀制金属电极并进行图形化以制备具有超快冷却结构的光电探测器;

2.如权利要求1所述具有超快冷却结构的光电探测器的制备方法,其特征在于,步骤1所述加工出的微槽道尺寸应满足槽道内部深度小于槽道内部宽度的一半,槽道内部宽度小于槽道之间的水平距离。

3.如权利要求1所述具有超快冷却结构的光电探测器的制备方法,其特征在于,步骤2所述的钼丝尺寸直径需满足不小于槽道内部的宽度的同时小于槽道之间的水平距离。

4.如权利要求1所述具有超快冷却结构的光电探测器的制备方法,其特征在于,步骤3所述的实现全覆盖硅片和钼丝之后再生长的金刚石厚度为1-3mm。

5.如权利要求1所述具有超快冷却结构的光电探测器的制备方法,其特征在于,步骤3所述的研磨抛光方式是首先对金刚石生长面进行激光切除0.5-0.8mm厚金刚石,随后通过研磨机和抛光机使其表面粗糙度(rms)达到0.001-0.05μm。

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【专利技术属性】
技术研发人员:李成明任飞桐黄毅丹原晓芦杜渐郝凯子陈良贤魏俊俊刘金龙欧阳晓平
申请(专利权)人:北京科技大学
类型:发明
国别省市:

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