[发明专利]一种基于二硒化钯/超薄硅/二硒化钯肖特基结的颜色探测系统及其制备方法

说明书

本发明公开了一种基于二硒化钯/超薄硅/二硒化钯肖特基结的颜色探测系统及其制备方法，是在玻璃衬底的上、下表面对称设置有由两二硒化钯薄膜与n‑型超薄硅片构成金属半导体金属肖特基结的一对颜色探测单元。本发明的颜色探测系统可探测的波长范围包括460‑810nm，跨越了整个可见光区域又涉及一部分近红外波段，且该系统具有准确性和重复性高的优点。

技术领域

本发明属于光电探测技术领域，具体涉及一种颜色探测系统及其制备方法。

背景技术

光电探测器是通过光电效应将光信号转换为电信号的光电子器件，其本质是由于光辐射的作用导致了吸光材料导电率的变化。它广泛应用于射线测量和探测、工业自动化控制、导弹制导、夜视技术等民用或军用领域。根据探测器的应用范围，目前光电探测器可以分为紫外光电探测器(波长10-400nm)、可见光电探测器(400-780nm)和红外光电探测器(780nm-20μm)等类型。

颜色探测器属于光电探测器的一种，其不仅可以实现光信号的探测，还能实现波长的有效识别。低成本高性能颜色探测器在人工智能辅助驾驶、图像传感、光通信、火灾检测、生物医学成像、环境监测、空间探测与安全检测等诸多科学研究与工业技术领域有重要的应用价值，因而得到了人们广泛的关注。

目前，在应用广泛的可见光-近红外光波段(波长1100nm)，基于晶体硅的光电探测器占据主要的市场份额。硅作为一种重要的半导体材料，一直推动着半导体工业的进步。但是，由于硅的厚度过大，不适合与各种形状和大小的基础设施集成，给光电探测器的发展带来了很大的不便。基于对轻量级和灵活性的更高要求，超薄硅片慢慢进入研究中。此外对于扩散长度较短的少数载流子来说，使用较薄的硅衬底有助于减少电子-空穴复合，也是其的一种优势。目前普遍研究的是由单个超薄硅片组成的光电探测器，研究角度过于局限、研究范围过于狭窄，制约了硅基光电探测器的进一步发展和广泛应用。另一方面，单一的光电探测器只能实现光信号的探测，无法实现对光波长的识别，严重阻碍了其在科学研究、工业生产和人民生活中的广泛应用。

发明内容

为了避免上述现有技术所存在的不足之处，本发明提供了一种基于二硒化钯/超薄硅/二硒化钯肖特基结的颜色探测系统，该系统可以有效识别被探测光的波长。

本发明为实现目的，采用如下技术方案：

一种基于二硒化钯/超薄硅/二硒化钯肖特基结的颜色探测系统，其特点在于：包括玻璃衬底，在所述玻璃衬底的上、下表面对称设置有两颜色探测单元；

所述颜色探测单元包括固定在玻璃衬底表面的n-型超薄硅片，在所述n-型超薄硅片上铺设有一对二硒化钯薄膜；两二硒化钯薄膜的一侧分别超出所述n-型超薄硅片的区域、位于玻璃衬底上，且在其超出区域设有二硒化钯接触电极；在所述颜色探测单元中，由两二硒化钯薄膜与n-型超薄硅片构成金属半导体金属肖特基结；

当光从上颜色探测单元(位于玻璃衬底上表面的颜色探测单元)的上方，向下逐层照射所述颜色探测系统时，上颜色探测单元与下颜色探测单元的电流比，随被探测光波长的增大而减小，从而可根据电流比识别被探测光的波长。

进一步地，所述玻璃衬底的厚度为0.8-1mm。

进一步地，所述n-型超薄硅片采用厚度为15-25μm、电阻率为1-7Ω·cm的n-型轻掺杂硅片。

进一步地，所述二硒化钯薄膜的厚度为15nm-40nm。

进一步地，所述二硒化钯接触电极为导电银浆电极。

本发明所述颜色探测系统的制备方法，包括如下步骤：

步骤1、将n-型超薄硅片放在质量浓度为5％-10％的氢氟酸溶液或BOE刻蚀液中刻蚀5-10分钟，去除表面的自然氧化层，取出后进行清洗并干燥；

步骤2、将经步骤1处理后的n-型超薄硅片固定到清洗干净的玻璃衬底的上表面；