本发明专利技术涉及一种硅基光电探测器及制备方法和用途，该探测器由下至上为Si基体，SiO2层，Au薄膜电极，SiO2层为Si基体表面热氧化得到，Au膜为真空溅射在SiO2层上，导线与Au电极通过银浆粘结制成，其中Si片厚度为150-675，SiO2层厚度为50-500，Au膜厚度为30-300，电极间隙宽度为2-2，该光电探测器用于紫外或可见波段的光信号转换成电信号的传感器。该光电探测器具有结构简单、成本低、机械性能好、物化性质稳定、易加工、保存等优点。不仅具有较高的灵敏度还具有响应时间短（小于400）的优点，并且有很好的稳定性、可靠性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种硅基光电探测器及制备方法和用途。
技术介绍
内光电效应是指由辐射引起被照射材料电导率改变的一种物理现象。光电探测器是应用内光电效应制成的将光信号转换成电信号的器件。光电探测器在军事和国民经济的各个领域有广泛用途。在可见光或近红外波段主要用于射线测量和探测、工业自动控制、光度计量等；在红外波段主要用于导弹制导、红外热成像、红外遥感等方面。当照射的光子能量S于或大于半导体的禁带宽度4时，光子能够将价带中的电子激发到导带，从而产生导电的电子、空穴对，这就是本征光电导效应。这里A是普朗克常数，V是光子频率，4是材料的禁带宽度(单位为gF)。因此，本征光电导体的响应长波限I为弋=hciBg = 1240/ inm)，式中c为真空中的光速。本征光电导材料的长波限受禁带宽度的限制。通常的光电探测器为Si掺杂形成p-n结，如Si太阳能电池，或者金属氧化物的半导体材料，如氧化锌、二氧化钛等，有着紫光能量的禁带宽度，从而吸收光，产生内光电效应。存在着纯度，掺杂量，化学稳定性，抗腐蚀性方面的问题。而本专利技术则采用附着SiO2薄膜的Si片作为基体，再在SiO2上镀一层有间隙的Au膜作为电极，分别引出导线，形成光电探测器。本探测器具有结构机械性能好、物化性质稳定、易加工、灵敏度高，响应速度快等优点。
技术实现思路
本专利技术目的在于，提供一种硅基光电探测器及制备方法和用途，该探测器由下至上为Si基体，SiO2薄膜，Au薄膜电极，SiO2层为Si层表面热氧化得到，Au膜为真空溅射在SiO2层上，导线与Au电极通过银浆粘结制成，其中Si片厚度为150 m -675 , SiO2层厚度为50 -500 nm , Au膜厚度为30 mn -300 nm，电极间隙宽度为2 _ _2 cm，该光电探测器用于紫外或可见波段的光信号转换成电信号的传感器。该光电探测器具有结构简单、成本低、机械性能好、物化性质稳定、易加工、保存等优点。不仅具有较高的灵敏度还具有响应时间短(小于400 )的优点，并且有很好的稳定性、可靠性。本专利技术所述的一种硅基光电探测器，该探测器由下至上为Si基体(1)，SiO2层(2)，Au薄膜电极(3)，SiO2层(2)为Si基体(I)表面热氧化得到，Au膜(3)为真空溅射在SiO2层(2)上，导线与Au电极通过银浆(4)粘结制成，其中Si基体(I)厚度为150 m-675 ，SiO2层(2)厚度为50-500腦,Au膜(3)厚度为30-300 nm，电极间隙宽度2-2 cm o所述硅基光电探测器的制备方法，采用真空镀膜方式，具体操作步骤按下进行a、将附着SiO2层(2)的Si基体(I)切割成长方形片，用去离子水、丙酮、乙醇分别梯度清洗，时间10，再用等离子清洗仪清洗10 nm，将表面清洗干净； b、将Si02/Si片置于等离子溅射仪中，SiO2层(2)面向上，在SiO2层(2)表面采用真空镀膜镀Au膜(3)； C、用细针划线、撕去胶带或滤纸擦拭的方法除去部分的Au，Au膜(3)之间形成一个间隙，使Au膜(3)成为2个电极，用银浆(4)粘接引出导线，即可得到所述硅基光电探测器。步骤a中所述Si基体(I)为p型单晶Si，取向为〈111〉面。步骤b中的真空镀膜为等离子溅射。所述硅基光电探测器的用途，该光电探测器用于紫外或可见波段的光信号转换成电信号的传感器。 原则上，采用一般的Si基体和镀膜方法都可以制备光电探测器，优选p型单晶Si取向为〈111〉面，电阻率小于I , Si片厚度介于150声2 -675 ^n, SiO2膜厚200 nm。本专利技术中附着SiO2膜的Si基片，Au靶材，有机试剂可采用市售的材料和试剂。由本专利技术所述的光电探测器的光谱响应范围可以用作紫外、可见波段的光信号转换成电信号的传感器，如利用有光无光条件下的伏安特性不同制作光电计数器。附图说明图I为本专利技术硅基光电探测器结构； 图2为本专利技术表面Au膜及间隙SEM 图3为本专利技术对不同波长的光的光电响应伏安特性曲线图，其中为367 nm,-h-为426 nm , -￠-为468 nm，为dark的光电响应伏安特性曲线； 图4为本专利技术2. 0偏置电压下光电响应 图5为本专利技术光电探测器光电响应时间图,其中-。-为光强度一时间曲线(光波长367)，为电流一时间曲线； 图6为本专利技术不同偏置电压下光电流标定 图7为本专利技术光电响应-光强标定曲线图，其中光源波长为367，探测器两端加载电压为2 为0. 1-0. 8 m JF/cm2光强下的光电流，为光电流一光强拟合关系曲线 图8为本专利技术制作温度传感器的原理图，其中①发光物体, 透镜系统，@棱镜， 光电探测器。具体实施例方式 以下结合附图和实施例对本专利技术进行详细说明 实施例I : 将附有50厚SiO2层2的厚度150 _的p-Si〈lll>基体I切割成大小为I cm'K 2 cm的长方形片，用去离子水、丙酮、乙醇分别梯度清洗10 nm，再用等离子清洗仪清洗10 ■，进一步将SiO2层2表面清洗干净； 将Si02/Si片水平置于等离子溅射仪中，SiO2层2面向上，采用真空等离子溅射在SiO2层2表面镀Au膜3，真空度7，溅射电流7勵4，时间40 形成Au膜3厚30 nm ；用细针划线的方法除去部分的Au，形成一个间隙，成为2个电极，电极间隙宽度2 .—，用银浆4粘接引出导线，即可得到Au-Si02/Si光电探测器。实施例2: 将附有100厚SiO2层2的厚度300 ,的P-Si〈lll>基体I切割成大小为I Cmv- 2 cm的长方形片，用去离子水、丙酮、乙醇分别梯度清洗10 mm，再用等离子清洗仪清洗10 _，进一步将SiO2表面清洗干净； 在SiO2层2 —面中央位置粘贴0. 5 I 的胶带，将Si02/Si片水平置于等离子溅射仪中，SiO2层2面向上，采用真空等离子溅射在SiO2层2表面镀Au膜3，真空度，t溅射电 流7，时间40 形成Au膜3厚80 nm , 撕去胶带，形成一个间隙，电极间隙宽度0. 5 cm，Au膜3成为2个电极，用银浆4粘接引出导线，即可得到Au-Si02/Si硅基光电探测器。实施例3: 将附有200厚SiO2层2的厚度675 _的p_Si〈lll>基体I切割成大小为I叫2 cm的长方形片，用去离子水、丙酮、乙醇分别梯度清洗10 _，再用等离子清洗仪清洗10 mm，进一步将SiO2表面清洗干净； 将Si02/Si片水平置于等离子溅射仪中，SiO2层2面向上，采用真空等离子溅射在SiO2层2表面镀Au膜3，真空度7，溅射电流7肋4，时间40 J ,形成Au膜3厚30 nm ； 用细针划线的方法去除部分的Au，形成一个间隙，间隙宽度70 —(如图2所示)，成为2个电极，用银浆4粘接引出导线，即可得到Au-Si02/Si硅基光电探测器。实施例4: 将附有500 nm厚SiO2层2的厚度675 _的p_Si〈lll>基体I切割成大小为I cm'又2cm的长方形片，用去离子水、丙酮、乙醇分别梯度清洗10 rnin，再用等离子清洗仪清洗10mill ,进一步将SiO2表面清洗干净； 将Si02/Si片水平置于等离子溅射仪中，有SiO2层2本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种硅基光电探测器，其特征在于该探测器由下至上为Si基体（1），SiO2层（2），Au薄膜电极（3），SiO2层（2）为Si基体（1）表面热氧化得到，Au膜（3）为真空溅射在SiO2层（2）上，导线与Au电极通过银浆（4）粘结制成，其中Si基体（1）厚度为150?????????????????????????????????????????????????675，SiO2层（2）厚度为50?500，Au膜（3）厚度为30?300，电极间隙宽度22。540594dest_path_image001.jpg,55627dest_path_image001.jpg,491288dest_path_image002.jpg,997355dest_path_image002.jpg,151256dest_path_image003.jpg,971445dest_path_image004.jpg
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：祖佰祎，窦新存，陆彬，张磊，郭林娟，
申请(专利权)人：中国科学院新疆理化技术研究所，
类型：发明
国别省市：
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