[发明专利]一种GaAs光电阴极的化学清洗方法

说明书

技术领域

本发明属于半导体光电发射材料制备技术领域，具体涉及一种净化效果好，光谱响应高的GaAs光电阴极的化学清洗方法。

背景技术

砷化镓(GaAs)光电阴极在可见光和近红外区域具有较高的响应能力和较小的暗发射电流，因此在微光夜视成像器件中得到了广泛应用。GaAs光电阴极作为现代微光夜视器件的核心组成部分，决定了器件的光谱响应范围以及整体性能。对GaAs光电阴极来说，阴极的制备工艺直接决定了阴极的光电发射性能。

目前，大多数制备GaAs光电阴极的工艺仍采用的是先清洗后激活的制备过程。GaAs表面极易吸附O₂、H₂O、CO、CO₂等活性成分，并形成由电荷转移而引起的新表面成分，表面由此存在自然氧化物和碳化物。如果不去除这些污染，GaAs光电阴极的寿命，稳定性和阴极激活灵敏度将受到严重影响。因此需要进行表面净化处理，来尽量减少阴极受到的污染。通常通过脱脂、湿法化学清洗等工序来完成GaAs净化。

常用的湿法化学清洗包括：1、利用硫酸和双氧水混合溶液和盐酸溶液对GaAs阴极表面进行化学清洗(Z.Liu,Y.Sun,F.Machuca,P.Pianetta,W.E.Spicer,and R.F.W.Pease,Preparation of clean GaAs(100)studied by synchrotron radiationphotoemission,Journal of Vacuum Science&Technology A:Vacuum,Surfaces,and Films,2003,21(1):212-218)。该方法可以有效去除GaAs表面的碳、Ga的氧化物和As的氧化物，但是由于硫酸溶液腐蚀性强，对GaAs阴极表面结构破坏较大。2、利用氢氟酸溶液对GaAs阴极表面进行化学清洗(M.Ohno,Y.Ishii,and S.Miyazawa,Effect of Photoirradiation of GaAs Surface during HF Treatment,Journal of the Electrochemical Society,1984,131(10):2441-2443)。该方法可以有效去除GaAs表面的氧化物，但是在GaAs表面仍残留较多的碳。3、利用盐酸和异丙醇混合溶液对GaAs阴极表面进行化学清洗(O.E.Tereshchenko,S.I.Chikichev,A.S.Terekhov,Atomic structure and electronic properties of HCl–isopropanoltreated and vacuum annealed GaAs(100)surface,Applied Surface Science,1999,142:75-80)。该方法可以明显去除GaAs表面的碳，但是去除GaAs表面氧化物的效率较低。

总之，现有技术存在的问题是：对GaAs光电阴极的化学清洗，净化效果不够好，影响GaAs光电阴极的光谱响应。

发明内容

本发明的目的在于提供一种GaAs光电阴极的化学清洗方法，净化效果好，光谱响应高。

实现本发明目的的技术方案为：

一种GaAs光电阴极的化学清洗方法，包括如下步骤：

(10)脱脂清洗：将GaAs光电阴极置入有机溶剂，进行超声波脱脂清洗；

(20)刻蚀清洗：将经过脱脂清洗的GaAs光电阴极置入刻蚀液，进行刻蚀清洗；

(30)去离子水冲洗：将经过刻蚀清洗的GaAs光电阴极用离子水进行冲洗，得到清洁的GaAs光电阴极。

优选地，所述(10)脱脂清洗步骤具体为：

将GaAs光电阴极依次置入四氯化碳、丙酮、无水乙醇和去离子水进行超声波脱脂清洗。

优选地，所述(10)脱脂清洗步骤中，超声波清洗时间不少于5分钟。

优选地，所述(20)刻蚀清洗步骤包括：

(21)氢氟酸刻蚀：将经过脱脂清洗的GaAs光电阴极置入氢氟酸溶液，刻蚀时间不少于5分钟；

(22)混合液刻蚀：将经过氢氟酸刻蚀的GaAs光电阴极置入盐酸异丙醇混合溶液，刻蚀时间不少于5分钟。

优选地，所述盐酸异丙醇混合溶液中，盐酸溶液HCl含量为36％～38％，盐酸与异丙醇的体积比为1：10。

相比现有技术，本发明具有如下有益效果：