一种新型复合电极结构的制作工艺的制作方法

1.本发明涉及复合电极的制作技术领域，尤其涉及一种新型复合电极结构的制作工艺。


背景技术：

2.表面欧姆电极制作是探测器制备必不可少的工艺。由于接触电极会对探测器的漏电流、探测器晶片中的电场分布以及探测器晶片中的载流子输运等性能产生直接而且重要的影响，如何形成良好的接触电极对于制作高质量的czt探测器是至关重要的。
3.探测器的电极结构主要分为欧姆接触型和肖特基势垒(pin)型。对于欧姆接触型的电极结构，其正反向电流对称，在较低的工作电压下具有良好的稳定性，但其漏电流较大。而肖特基势垒p-i-n型的电极结构，因其反向电流小，可承受较高的工作电压，漏电流极小，相应的能量分辨率也会提高。
4.目前已实现量产化制造的碲化镉探测器，以p型cdte为例，通常使用au、pt等贵金属形成欧姆接触，使用in形成肖特基接触，这类电极材料成本较高。cdte的电阻率一般在109ω
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cm左右，在较高工作电压下存在较大的漏电流，导致探测器噪声过大，影响探测效率。
5.本发明需要解决的问题：pt(au)/p-cdte的电极接触一方面工艺比较复杂，要形成良好的欧姆接触，必须进行特殊的表面化学处理以及低温退火处理，电极与晶片的结合力不够会引起电极脱落。另一方面，pt、au及in电极价格昂贵，成本较高。


技术实现要素：

6.本发明旨在提供一种新型复合电极结构的制作工艺克服上述问题或者至少部分地解决上述问题。
7.为达到上述目的，本发明的技术方案具体是这样实现的：
8.本发明的提供了一种新型复合电极结构的制作工艺，包括(其特征在于)。
9.作为本发明进一步的方案，所述。
10.作为本发明进一步的方案，所述。
11.作为本发明进一步的方案，所述。
12.作为本发明更进一步的方案，所述。
13.本发明提供了一种新型复合电极结构的制作工艺，有益效果在于：采用羧基化石墨烯负载电极材料作为电极过渡层，石墨烯负载二氧化钼(moo2/go)作为阴极电极过渡层，石墨烯负载tin(tin/go)作为阳极电极过渡层。阴极形成moo2/(moo2/go)/cdte结构的欧姆接触，阳极形成tin/(tin/go)/cdte结构的肖特基接触；
14.利用石墨烯复合材料作为电极接触的过渡层，比表面积大，可以有效加强与晶片的结合力，降低接触电阻，有效提升载流子在电极和晶片界面传输，以及增强电极材料结构稳定性。moo2、tin材料拥有高电导率、高熔点、高化学稳定性，制备方法多且成本低。moo2的
载流子传导速率较高，其晶体结构中隧道状空隙也有利于带电荷粒子的快速嵌入脱出。tin也具有化学稳定性好、较高的导电性和超导性等特点。是制作探测器电极的一类具有前景的材料。
具体实施方式
15.下面将更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然实施例中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
16.本发明实施例提供的一种新型复合电极结构的制作工艺，包括具体步骤：
17.1、采用vgf法生长cdte晶体，晶体电阻率约为(1～2)
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109ω
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cm；
18.2、用划片机切割出10*10*1cm3大小的单晶片，用hf/h2o2腐蚀液鉴别极性，区分出晶片的a面和b面；
19.3、将切割好的碲化镉晶片用al2o3粉末进行双面研磨抛光，100倍光学显微镜下无明显划痕；
20.4、用2％br-meoh溶液对晶片化学腐蚀，去除表面损伤层。将抛光好的晶片浸入2％br-meoh溶液，腐蚀时间为2min，随后取出，用甲醇漂洗2次，氮气吹干。；
21.5、制备石墨烯负载材料；
22.阴极材料：将二氧化钼粉末与氧化石墨烯混合，在反应釜中水热合成8～10h，获得负载的moo2/go粉末，乙醇洗涤，干燥，将制得的复合材料粉末分散到5％的nafion溶液中，超声1～2h，使粉末充分分散到溶液中，制备成胶状分散液。
23.阳极材料：将氮化钛粉末与氧化石墨烯混合，在反应釜中水热合成8～10h，获得负载的tin/go粉末，乙醇洗涤，干燥，将制得的复合材料粉末分散到5％的nafion溶液中，超声1～2h，使粉末充分分散到溶液中，制备成胶状分散液。
24.6.采用旋涂法cdte表面上制备石墨烯过渡层。用移液枪取50μl的moo2/go分散液滴在cdte晶片的a面上，在3000r/min转速下旋涂20s，随后在80℃烘箱中放置2h，使得石墨烯过渡层固化结合在cdte晶片表面。b面以同样方法制备tin/go过渡层；
25.7、采用真空蒸发法分别在阴极过渡层上制备moo2电极，在阳极过渡层上制备tin电极。
26.以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。


技术特征：
1.一种新型复合电极结构的制作工艺，其具体步骤在于：步骤一：采用vgf法生长cdte晶体，晶体电阻率约为(1～2)
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109ω
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cm；步骤二：用划片机切割出10*10*1cm3大小的单晶片，用hf/h2o2腐蚀液鉴别极性，区分出晶片的a面和b面；步骤三：将切割好的碲化镉晶片用al2o3粉末进行双面研磨抛光，100倍光学显微镜下无明显划痕；步骤四：用2％br-meoh溶液对晶片化学腐蚀，去除表面损伤层。将抛光好的晶片浸入2％br-meoh溶液，腐蚀时间为2min，随后取出，用甲醇漂洗2次，氮气吹干；步骤五：制备石墨烯负载材料；步骤六：采用旋涂法cdte表面上制备石墨烯过渡层。用移液枪取50μl的moo2/go分散液滴在cdte晶片的a面上，在3000r/min转速下旋涂20s，随后在80℃烘箱中放置2h，使得石墨烯过渡层固化结合在cdte晶片表面。b面以同样方法制备tin/go过渡层；步骤七：采用真空蒸发法分别在阴极过渡层上制备moo2电极，在阳极过渡层上制备tin电极。2.根据权利要求1所述的一种新型复合电极结构的制作工艺，其特征在于，所述步骤五中，阴极材料：将二氧化钼粉末与氧化石墨烯混合，在反应釜中水热合成8～10h，获得负载的moo2/go粉末，乙醇洗涤，干燥，将制得的复合材料粉末分散到5％的nafion溶液中，超声1～2h，使粉末充分分散到溶液中，制备成胶状分散液。3.根据权利要求1所述的一种新型复合电极结构的制作工艺，其特征在于，所述步骤五中，阳极材料：将氮化钛粉末与氧化石墨烯混合，在反应釜中水热合成8～10h，获得负载的tin/go粉末，乙醇洗涤，干燥，将制得的复合材料粉末分散到5％的nafion溶液中，超声1～2h，使粉末充分分散到溶液中，制备成胶状分散液。

技术总结
本发明提供了一种新型复合电极结构的制作工艺，其步骤包括：采用VGF法生长CdTe晶体，划片机切割出10*10*1cm3大小的单晶片，将切割好的碲化镉晶片用Al2O3粉末进行双面研磨抛光，用2％Br-MeOH溶液对晶片化学腐蚀，去除表面损伤层，制备石墨烯负载材料，采用旋涂法CdTe表面上制备石墨烯过渡层，采用真空蒸发法分别在阴极过渡层上制备MoO2电极。本发明利用石墨烯复合材料作为电极接触的过渡层，比表面积大，可以有效加强与晶片的结合力，降低接触电阻，有效提升载流子在电极和晶片界面传输，以及增强电极材料结构稳定性。以及增强电极材料结构稳定性。


技术研发人员：庞昊 余杰
受保护的技术使用者：合肥天曜新材料科技有限公司
技术研发日：2023.06.18
技术公布日：2023/9/6