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平整飞秒激光过饱和掺杂装置、方法及探测器的制备方法制造方法及图纸

技术编号:45032846 阅读:13 留言:0更新日期:2025-04-18 17:13
本发明专利技术提供一种平整飞秒激光过饱和掺杂装置、方法及探测器的制备方法,属于光电技术领域,包括依次设置的飞秒激光器、电光快门、第二半波片、第二格兰泰勒棱镜、聚焦透镜和密闭加工腔,通过使用热蒸镀法在硅表面镀硫膜作掺杂剂,并使用电光快门精确控制加工脉冲数量,实现任意脉冲数加工,抑制了表面能量局域化和孵化效应等带来的不可控随机影响。本发明专利技术制备的平整过饱和掺杂硅材料表面与现代半导体工业技术相兼容,利于开发硅基系列光电器件,促进CCD与CMOS等焦平面器件的发展。此外,本发明专利技术制备的平整过饱和掺杂硅探测器在350~1200nm波段的光响应度超过了1A/W,同时实现了紫外增强和亚带隙红外探测。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于光电,尤其是涉及一种平整飞秒激光过饱和掺杂装置、方法及探测器的制备方法


技术介绍

1、半导体掺杂是制备半导体功能器件必备的步骤,而将掺杂浓度提升至物理平衡极限以上,也就是过饱和掺杂,过饱和掺杂可以促使材料光电性能产生变革,利于新型光电器件的研发。如在硅中掺杂硫元素至过饱和,可以将材料的吸收光谱向紫外与红外扩展,制备硅基的宽光谱光电探测器。

2、常规过饱和掺杂手段包括离子注入与飞秒激光掺杂,离子注入可以精确控制掺杂浓度与深度,但是掺杂原子多处于无效的间隙位,而不是有效的替代位或准替代位,即掺杂激活率低,且离子注入成本很高。相比而言,飞秒激光掺杂则是有着良好前景的新型过饱和掺杂技术。

3、在特定环境(掺杂原子气氛,表面镀膜等)下使用飞秒激光辐照材料即可实现对应元素的过饱和掺杂,如在sf6气氛下使用飞秒激光聚焦扫描硅材料已成为了制备过饱和掺硫硅的标准技术方案。飞秒激光过饱和掺杂相比其他掺杂方式,成本低且掺杂激活率高。

4、但飞秒激光烧蚀掺杂会在材料表面诱导出微锥状陷光结构,并在材料表层获得远超固溶度极限的掺杂浓本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种平整飞秒激光过饱和掺杂装置,其特征在于:包括依次设置的飞秒激光器、电光快门、第二半波片、第二格兰泰勒棱镜、聚焦透镜和密闭加工腔,所述密闭加工腔内安装有样品架,所述样品架安装在三维平移装置上。

2.根据权利要求1所述的平整飞秒激光过饱和掺杂装置,其特征在于:所述电光快门包括第一半波片、普克尔盒和第一格兰泰勒棱镜,所述普克尔盒包括电光晶体和驱动电源。

3.根据权利要求1所述的平整飞秒激光过饱和掺杂装置,其特征在于:所述飞秒激光器和密闭加工腔之间设置有机械快门。

4.根据权利要求3所述的平整飞秒激光过饱和掺杂装置,其特征在于:所述机械快门位于飞秒激光...

【技术特征摘要】

1.一种平整飞秒激光过饱和掺杂装置,其特征在于:包括依次设置的飞秒激光器、电光快门、第二半波片、第二格兰泰勒棱镜、聚焦透镜和密闭加工腔,所述密闭加工腔内安装有样品架,所述样品架安装在三维平移装置上。

2.根据权利要求1所述的平整飞秒激光过饱和掺杂装置,其特征在于:所述电光快门包括第一半波片、普克尔盒和第一格兰泰勒棱镜,所述普克尔盒包括电光晶体和驱动电源。

3.根据权利要求1所述的平整飞秒激光过饱和掺杂装置,其特征在于:所述飞秒激光器和密闭加工腔之间设置有机械快门。

4.根据权利要求3所述的平整飞秒激光过饱和掺杂装置,其特征在于:所述机械快门位于飞秒激光器与电光快门之间。

5.一种平整飞秒激光过饱和掺杂方法,利用权利要求1至4任一权利要求所述的平整飞秒激光过饱和掺杂装置实现所述平整飞秒激光过饱和掺杂方法,其特征在于:包括以下步骤:

6.根据权利要求5所述的平整飞秒激光过饱和掺杂方法,其特征在于:在步骤s4中,飞秒激光扫描加工方式为:电光快门、机械快门与三维...

【专利技术属性】
技术研发人员:吴强宋冠廷周旭曹家欣郑子阳许京军
申请(专利权)人:南开大学
类型:发明
国别省市:

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