[发明专利]一种基于In2

权利要求书

1.一种基于In₂S₃纳米片阵列/Si金字塔阵列异质结的自驱动光电探测器，其特征在于：包括金属In点电极、金属Pd前电极、In₂S₃纳米片阵列层、Si金字塔阵列单晶基底和金属In背电极，In₂S₃纳米片阵列层设置在金字塔状Si基底表面，金属Pd前电极在In₂S₃纳米片阵列层表面，金属In电极分别压制于金属Pd前电极和Si基底表面。

2.根据权利要求1所述的一种基于In₂S₃纳米片阵列/Si金字塔阵列异质结的自驱动光电探测器，其特征在于：所述Si基底为p型Si单晶基底，电阻率为0.1～1欧姆·厘米。

3.一种基于In₂S₃纳米片阵列/Si金字塔阵列异质结的自驱动光电探测器的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)选取Si基底，对其进行清洗；

(2)对清洗完成后的Si基底进行干燥；

(3)将干燥完成的Si基底进行表面氧化层的清洗，利用5％的HF酸去除单晶Si表面自然氧化而成的SiO_x，将40％的HF酸稀释为质量分数为5％，量取50毫升5％的HF酸注入到预先放置有Si的聚四氟乙烯烧杯中，密封，防止溶液挥发，10分钟后取出Si片超声清洗、N₂吹干备用；

(4)将2.92克氢氧化钾溶解于50毫升去离子水中，充分搅拌10分钟，制备刻蚀液，然后将刻蚀液转移到恒温水浴锅，升温80摄氏度，备用；

(5)预先清洗好的Si背面粘贴聚四氟乙烯胶带，防止被刻蚀，然后将粘有Si片的聚四氟乙烯胶带粘到烧杯侧壁，Si片抛光面朝内，放入磁子，将步骤(4)得到的刻蚀液转移到放有Si的烧杯，磁力搅拌1000/分钟，80摄氏度恒温水浴15、20、25、30和40分钟，反应结束后，迅速转移溶液，刻蚀结束的Si进行超声清洗2分钟，放入无水乙醇备用，防止被二次氧化；

(6)将461毫克三氯化铟、258毫克硫代乙酰胺(TAA)分散于80毫升无水乙醇中，充分搅拌20分钟，将步骤(5)得到的样品取出，N₂吹干放入溶液中，在160摄氏度环境下反应2小时，将样品取出后用乙醇清洗，40摄氏度下真空干燥2小时；

(7)将步骤(6)得到的样品放入管式电阻炉，温度为400摄氏度下氩气气氛中热处理，温度上升速率为2摄氏度每分钟，至400摄氏度时保持120分钟，然后自然冷却至室温；

(8)将步骤(7)得到的样品取出，并在In₂S₃纳米片阵列薄膜层的表面覆盖掩膜片，然后将样品放入真空腔；采用直流磁控溅射技术，利用电离出的氩离子轰击金属Pd靶材，在In₂S₃纳米片阵列薄膜层表面沉积金属Pd前电极；所述Pd靶材为Pd金属靶，靶材纯度为99.9％；所述氩气气压维持5.0帕斯卡不变，靶基距为50毫米，金属Pd薄膜的沉积温度为20～25摄氏度，金属Pd前电极厚度为5～15纳米；

(9)分别在金属Pd前电极和Si基底上完成金属In电极的压制，并引出金属Cu导线，完成器件的制备。

4.根据权利要求3所述的一种基于In₂S₃纳米片阵列/Si金字塔阵列异质结的自驱动光电探测器的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述Si基底为p型Si单晶基底，尺寸为10毫米×10毫米，电阻率为0.1～1欧姆·厘米；清洗过程如下：将Si基底依次在去离子水、高纯酒精和丙酮溶液中多次超声清洗，每次清洗的时间长度为180秒。

5.根据权利要求3所述的一种基于In₂S₃纳米片阵列/Si金字塔阵列异质结的自驱动光电探测器的制备方法，其特征在于：步骤(8)中，所述掩模片材料为不锈钢，厚度为0.1毫米，尺寸为12毫米×12毫米，孔径尺寸为5毫米×5毫米。

6.根据权利要求3所述的一种基于In₂S₃纳米片阵列/Si金字塔阵列异质结的自驱动光电探测器的制备方法，其特征在于：步骤(9)中，所述金属In电极所用原料In的纯度为99.5％，金属Pd前电极上金属In电极大小和厚度分别为1毫米×1.5毫米和1毫米，Si基底上金属In电极大小和厚度均分别为10毫米×10毫米和2毫米，Cu导线直径为0.1毫米。