[发明专利]一种氧化锌纳米棒/黑硅异质结纳米光电探测器及其制备方法

摘要

本发明公开了一种氧化锌纳米棒/黑硅异质结纳米光电探测器及其制备方法，其特征在于是以p‑型硅片为衬底，在衬底的上表面形成有黑硅层，在黑硅层上形成有氧化锌纳米棒阵列层；在氧化锌纳米棒阵列层上设置有顶电极；在衬底的下表面设置有底电极。本发明的纳米光电探测器采用氧化锌纳米棒阵列作为主要的感光层，纳米棒排布均匀且致密，具有较大的比表面积，使得纳米光电探测器的感光面积显著地增加，大幅增加了光生载流子的数量，提升了纳米光电器件的灵敏度。

主权项

一种氧化锌纳米棒/黑硅异质结纳米光电探测器的制备方法，其特征在于：所述纳米光电探测器是以p‑型硅片为衬底(1)，在所述衬底(1)的上表面形成有黑硅层(2)，在所述黑硅层(2)上形成有氧化锌纳米棒阵列层(3)；在所述氧化锌纳米棒阵列层(3)上设置有顶电极(4)；在所述衬底(1)的下表面设置有底电极(5)；构成所述氧化锌纳米棒阵列层(3)的氧化锌纳米棒垂直于黑硅层生长；所述p‑型硅片的表面形成有金字塔结构；所述顶电极(4)和所述底电极(5)皆为通过涂抹银浆而形成的银电极；所述纳米光电探测器的制备方法，包括如下步骤：a、对p‑型硅片进行超声清洗并吹干备用；b、将1～3g KOH固体和10mL异丙醇溶解在40mL水中，制得碱性刻蚀液；然后将p‑型硅片放入碱性刻蚀液中，80～85℃水浴条件下加热20～40分钟，取出后冲洗，即在p‑型硅片的上表面形成金字塔结构；c、将0.042g硝酸银颗粒和10.7mL质量浓度为40％的氢氟酸溶解于50mL水中，获得溶液A；将2mL质量浓度为30％的过氧化氢和10.7mL质量浓度为40％的氢氟酸加入到50mL水中，获得酸性刻蚀液；将10mL质量浓度为68％的硝酸加入到10mL水中，获得溶液B；然后将表面形成有金字塔结构的p‑型硅片依次在溶液A中浸泡1min，在酸性刻蚀液中刻蚀1～3min，在溶液B中浸泡2～3h；取出后用去离子水清洗，即在p‑型硅片的上表面形成黑硅层；d、将0.16g二水合醋酸锌溶解于15mL乙二醇甲醚中，制成旋涂液；然后使用匀胶机将所述旋涂液滴在黑硅层上，并在3000转/秒的转速下旋涂20～40s，再在150℃下烘烤10分钟；重复滴液、旋涂、烘烤3～5次，使黑硅层上形成氧化锌籽晶层；e、将0.2～0.6g六水合硝酸锌和0.21g乌洛托品溶解于30mL水中，制得氧化锌纳米棒阵列的生长液；将形成有氧化锌籽晶层的p‑型硅片竖直浸入盛有生长液的反应釜中，95℃生长6h；然后取出并清洗，即在黑硅层上形成氧化锌纳米棒阵列层；f、利用银浆分别从p‑型硅片底部和氧化锌纳米棒阵列的顶部引出底电极和顶电极，即完成氧化锌纳米棒/黑硅异质结纳米光电探测器的制备。