公开(公告)号：CN109378269B

公开(公告)日：2021-11-26

申请号：CN201811170358.3

申请日：2018-10-08

申请人： 南开大学

发明人： 吴强 ,  贾子熙 ,  进晓荣 ,  黄松 ,  杨明 ,  张春玲 ,  姚江宏 ,  许京军

IPC分类号： H01L21/225 ,  H01L21/268

摘要： 本发明公开了一种对半导体表面过饱和掺杂且保持其晶格结构的制备方法。其是利用飞秒激光辐照半导体，在表面形成过饱和掺杂层。飞秒激光作用时间极短，瞬时功率极高，作用材料后降温速率极快，能通过与掺杂原子和半导体晶格的瞬时作用，将大量掺杂原子锁定在晶格中。对半导体加热，较高的衬底温度减缓飞秒激光作用后的瞬时超快降温速率，使缺陷不容易生成，从而保持其良好的晶格结构。本发明还具有工艺简单、易加工和易保存等优点，并且掺杂速度快，灵活性高，可以大面积加工也可以单点或沿预设路径加工。制备出的过饱和掺杂层在距表面0‑2000nm的深度范围内，掺杂浓度为1022‑1016Atoms/cm3，实现过饱和掺杂的同时保持晶格结构和掺杂原子活性。

公开(公告)号：CN110690322B

公开(公告)日：2021-09-24

申请号：CN201910939440.6

申请日：2019-09-30

申请人： 南开大学

发明人： 吴强 ,  孙玉琪 ,  进晓荣 ,  贾子熙 ,  黄松 ,  李志轩 ,  张春玲 ,  姚江宏 ,  许京军

IPC分类号： H01L31/18 ,  H01L31/028 ,  H01L31/0288 ,  H01L31/09

摘要： 本发明涉及一种自支撑高增益柔性硅基光电探测器的制备方法，通过化学腐蚀对单晶硅进行减薄使之具有柔韧性，并在柔性单晶硅表面制备具有准周期微锥结构的过饱和掺杂层，以此形成柔性黑硅。再经过退火处理激活黑硅层中的掺杂元素，极大提高了柔性单晶硅的吸收率并拓展了其光谱吸收范围。该柔性硅基光电探测器工作在反偏电压下，吸收光子产生光生电子‑空穴对，在外电场作用下分离，最终被电极收集后形成光电流，从而实现了光探测。本发明具有工艺简单，原材料易获取，易操控等优点，本发明所制备的柔性硅基光电探测器一方面实现了自支撑，另一方面实现了低偏压下高增益及宽谱的特性，并克服了有机柔性光电探测器响应时间较长的缺点。

公开(公告)号：CN112091418A

公开(公告)日：2020-12-18

申请号：CN202010945697.5

申请日：2020-09-10

申请人： 南开大学

发明人： 吴强 ,  刘瑶瑶 ,  王俞萱 ,  黄松 ,  李志轩 ,  进晓荣 ,  符显辉 ,  周旭 ,  宋冠廷 ,  胡晓洋 ,  江欣达 ,  姚江宏 ,  许京军

IPC分类号： B23K26/0622 ,  B23K26/082 ,  B23K26/122 ,  B23K26/14 ,  B23K26/70

摘要： 本发明公开了一种宽禁带半导体表面深亚波长周期性条纹的制备方法。其是通过在宽禁带半导体材料表面预镀金属膜的方式辅助飞秒激光加工在辐照区域形成深亚波长周期条纹结构。利用金属/宽禁带半导体的复合结构，在飞秒激光辐照过程中，可以大大增强材料对入射光能量的吸收，提高飞秒激光与宽禁带材料的相互作用效率。该方法降低材料烧蚀阈值效果明显，形成的深亚波长条纹周期精细。本发明还具有工艺简单、适用性广、灵活性强等优点。通过对飞秒激光能流、脉冲数、加工区域图案设计可以实现宽禁带半导体上不同形状及不同空间周期的深亚波长条纹。

公开(公告)号：CN110690322A

公开(公告)日：2020-01-14

申请号：CN201910939440.6

申请日：2019-09-30

申请人： 南开大学

发明人： 吴强 ,  孙玉琪 ,  进晓荣 ,  贾子熙 ,  黄松 ,  李志轩 ,  张春玲 ,  姚江宏 ,  许京军

IPC分类号： H01L31/18 ,  H01L31/028 ,  H01L31/0288 ,  H01L31/09

摘要： 本发明涉及一种自支撑高增益柔性硅基光电探测器的制备方法，通过化学腐蚀对单晶硅进行减薄使之具有柔韧性，并在柔性单晶硅表面制备具有准周期微锥结构的过饱和掺杂层，以此形成柔性黑硅。再经过退火处理激活黑硅层中的掺杂元素，极大提高了柔性单晶硅的吸收率并拓展了其光谱吸收范围。该柔性硅基光电探测器工作在反偏电压下，吸收光子产生光生电子-空穴对，在外电场作用下分离，最终被电极收集后形成光电流，从而实现了光探测。本发明具有工艺简单，原材料易获取，易操控等优点，本发明所制备的柔性硅基光电探测器一方面实现了自支撑，另一方面实现了低偏压下高增益及宽谱的特性，并克服了有机柔性光电探测器响应时间较长的缺点。

公开(公告)号：CN112054086B

公开(公告)日：2024-06-11

申请号：CN202010945696.0

申请日：2020-09-10

申请人： 南开大学

发明人： 吴强 ,  黄松 ,  进晓荣 ,  刘瑶瑶 ,  宋冠廷 ,  周旭 ,  张春玲 ,  姚江宏 ,  许京军

IPC分类号： H01L31/101 ,  H01L31/18 ,  H01L31/0352

摘要： 本发明涉及一种横向结硅基光电探测器的制备方法，通过脉冲激光制备出的黑硅表面与未加工硅区域之间的载流子导电类型或浓度差异形成横向pn结或异质结，并经由后继退火，钝化，光刻，电极制备等工艺，可形成具有横向结的黑硅光电探测器。该横向结硅基光电探测器在反偏电压下，可高效吸收光子产生电子‑空穴对，并在外电场作用下沿横向迁移，最终形成横向光电流，从而实现光信号探测。本发明具有工艺简单，原材料易获取，易操控，与现有半导体器件工艺兼容等优点，本发明所制备的横向结硅基光电探测器与传统纵向结构探测器相比，一方面有效抑制了暗电流，提高了器件的探测率，另一方面精简了器件的制备流程，更利于器件的制备与集成。

公开(公告)号：CN112054086A

公开(公告)日：2020-12-08

申请号：CN202010945696.0

申请日：2020-09-10

申请人： 南开大学

发明人： 吴强 ,  黄松 ,  进晓荣 ,  刘瑶瑶 ,  宋冠廷 ,  周旭 ,  张春玲 ,  姚江宏 ,  许京军

IPC分类号： H01L31/101 ,  H01L31/18 ,  H01L31/0352

摘要： 本发明涉及一种横向结硅基光电探测器的制备方法，通过脉冲激光制备出的黑硅表面与未加工硅区域之间的载流子导电类型或浓度差异形成横向pn结或异质结，并经由后继退火，钝化，光刻，电极制备等工艺，可形成具有横向结的黑硅光电探测器。该横向结硅基光电探测器在反偏电压下，可高效吸收光子产生电子‑空穴对，并在外电场作用下沿横向迁移，最终形成横向光电流，从而实现光信号探测。本发明具有工艺简单，原材料易获取，易操控，与现有半导体器件工艺兼容等优点，本发明所制备的横向结硅基光电探测器与传统纵向结构探测器相比，一方面有效抑制了暗电流，提高了器件的探测率，另一方面精简了器件的制备流程，更利于器件的制备与集成。