[发明专利]一种自支撑高增益柔性硅基光电探测器的制备方法

权利要求书

1.一种自支撑高增益柔性硅基光电探测器的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：选取单晶硅片，并对所选硅片进行预处理；

步骤2：采用浓度为50％的氢氧化钾(KOH)溶液在100℃的加热条件下对单晶硅片进行化学腐蚀以达到减薄的目的，使之具有柔韧性，即所谓的柔性单晶硅；

步骤3：采取相应工艺对腐蚀后的柔性单晶硅进行清洗；

步骤4：选取某一厚度为10μm-50μm(微米)的柔性单晶硅，通过飞秒激光在六氟化硫(SF₆)气氛中辐照柔性单晶硅表面制备过饱和掺杂层，即获得柔性黑硅；

步骤5：对制备好的柔性黑硅材料进行退火处理，激活过饱和掺杂黑硅层中的杂质原子，并修复晶格，去除结构缺陷；

步骤6：在过饱和掺杂黑硅层表面上制备一正面接触电极，电极面积占黑硅层面积的1/9-1/3；

步骤7：在柔性单晶硅衬底背面制备一背面接触电极，覆盖整个单晶硅衬底背面，至此完成自支撑柔性硅基光电探测器的制备；

其中所述的高增益柔性硅基光电探测器的响应波段为400nm-1200nm，在-2V偏压下响应度为0.8A/W-63A/W，其中峰值波长出现在840nm-900nm，峰值响应度为63A/W；在-2V偏压下的上升和下降时分别为68μs和172μs； 在其中各数学符号的具体含义为：nm：纳米，V：伏特，A/W：安培/瓦特，μs：微秒；

其中步骤(1)中所述预处理工艺为：(a)将单晶硅片切成一定尺寸的方块，依次用丙酮、乙醇、去离子水超声清洗10分钟；(b)将超声后的硅片放入5％的氢氟酸溶液中浸泡2分钟；(c)把浸泡后的硅片放浓硫酸和双氧水混合溶液中进行亲水性处理，浓硫酸和双氧水的体积比为7∶3，加热至100℃-130℃区间内，保持20分钟；(d)取出后用氮气流吹干，其中，在步骤(a)、(b)、(c)、(d)之间都需先用去离子水冲洗硅片；

步骤(3)中所述相应工艺的清洗步骤为：(a)用浓度为5％的稀盐酸将腐蚀后的硅片浸泡1小时，以去除残留的氢氧化钾；(b)用浓度为10％的氢氟酸再将其浸泡10分钟，去除反应生成的硅酸；(c)最后把柔性硅浸入浓盐酸、双氧水和去离子水混合溶液中，浓盐酸、双氧水和去离子水的体积比为1∶2∶7，并在80℃下水浴30分钟，去除钾、钠等金属污染；(d)将清洗后的硅片放入去离子水中存储备用，其中，在步骤(a)、(b)、(c)、(d)之间都需先用去离子水冲洗柔性硅片。