光电器件及其制造专利总结报告.doc

理学院 School of Sciences 创新教育实践Ⅰ报告 学生姓名： 孟令刚 学生学号： 所在班级： 物理111 所在专业： 应用物理 指导教师： 李宏升 实习场所： 校内 实习时间： 7月 实习成绩 总评 第一项 第二项 光电器件及其制造专利总结报告 光电器件简介 半导体光电器件是把光和电这两种物理量联系起来,使光和电互相转化的新型半导体器件。光电器件主要有：利用半导体光敏特性工作的光电导器件，利用半导体光生伏特效应工作的光电池和半导体发光器件等。半导体光电器件如光导管、光电池、光电二极管、光电晶体管等；半导体热电器件如热敏电阻、温差发电器和温差电致冷器等。 光电器件原理及组成 半导体材料的电导率是由载流子浓度决定的。载流子就是由半导体原子 逸出来的电子及其留下的空位----- 空穴。电子从原子中逃逸出来，必须克服原子的束缚力而做功，而光照正是向电子提供能量，使它有能力逃逸出来的一种形式。因此，光照可以改变载流子的浓度，从而改变半导体的电导率。 光电导器件主要有光敏电阻、光电二极管、光电三极管等。 光敏电阻：制作光电传感器用到最多的当属光敏电阻,光敏电阻在无光照的情况下电阻值比较高,当它受到光照的情况下,阻值下降跟多,导电性能明显加强。光敏电阻的主要参数有暗电阻,暗电流,与之对应的是亮电阻,亮电流。它们分别是在有光和无光条件下的所测的数值.亮电阻与暗电阻差值越大越好。在选择光敏电阻的时候还要注意它的光照特性,光谱特性。 光电二极管：光电二极管在无光照的条件下,其工作在截至状态,跟一般的二极管特性差不多,都具有单向导通性能。当受到光照时,PN区载流子浓度大大增加,载流子流动形成光电流。 光电三极管：光电三极管跟普通三极管的区别在于发射极的尺寸做得比较小,当光照的时候光电流差不多等于普通三极管的基极电流,光电三极管与光电二极管相比,灵敏更高。 光电器件制作工艺 MOCVD一次外延生长 ：金属有机物化学汽相淀积进行外延生长 外延片清洗处理：对刚从包装中取出的外延片，按垂直于主参，平行于辅参的方向解理出一条用于光刻的对准边，解理边要沿着晶向自然裂开，保证边垂直于主参平行于辅参，并且解理的弧边的中心点到直边的距离为2-3mm。讲解理完的外延片先用20%的KOH浸泡1-2分钟，用去离子水冲洗干净，再用10%的HF酸浸泡1-2分钟，用去离子水清洗干净。 PECVD SiO2掩膜层：等离子体增强化学气象沉淀，PECVD方法区别于其它CVD方法的特点在于等离子体中含有大量高能量的电子，它们可以提供化学气相沉积过程所需的激活能。电子与气相分子的碰撞可以促进气体分子的分解、化合、激发和电离过程，生成活性很高的各种化学基团，因而显著降低CVD薄膜沉积的温度范围，使得原来需要在高温下才能进行的CVD过程得以在低温实现。在PECVD工艺中由于等离子体中高速运动的电子撞击到中性的反应气体分子，就会使中性反应气体分子变成碎片或处于激活的状态容易发生反应。衬底温度通常保持在350℃左右就可以得到良好的SIOX或SINX薄膜。 光刻：热板（用于光刻匀胶后外延片的烘烤）光刻机（用于光刻对准曝光） RIE：刻蚀时间15min，H2 40sccm，CH4 10sccm，射频功率175W，腔压49 MTORR。 电极制作：P面溅射、剥离、减薄。 合金：制作完P/N两面金属电极后，对芯片进行快速热处理，有利于形成平滑的接触面和良好的粘附特性，目的是为了使管芯形成良好的欧姆接触特性。 解理：旨在把直径为2英寸或更大尺寸的wafer沿正台方向解理成一定长度的包含管芯的条（bar），再将bar解理成管芯。 测试： 专利内容 关于光电器件的这几个专利，都是对光电器件现有问题及加工工艺问题的优化处理。 针对光电器件转换效率较低的问题，早稻田大学的光电子器件专利提供了一种转换效率优异的光电器件,其包含电子传输性能优异的电子传输层和足够大的界面。光电器件包含一对电极和空穴传输层,且电子传输层和空穴传输层安插在该电极对之间。电子传输层由具有氧化还原部分的有机化合物构成,该氧化还原部分能够被重复氧化和还原。有机化合物包含在凝胶层中,该凝胶层含有稳定该氧化还原部分的还原态的电解质溶液。 针对光电器件短路保护， 奥斯兰姆奥普托半导体有限责任公司的光电器件专利中设计了一种具有短路保护的光电器件,包括:具有多个段的第一电极层,多个段彼此分离地布置,在该第一电极层上的功能层,该功能层在运行时发射电磁射线,在该功能层上的第二电极层,-电流引线和多个电连接,其中-所述多个电连接中的至少相应一个被布置在第一电流引线与第一电极层的多个段中的至少一个之间,以用于电接触第一电极层,-电流引线具有第一横截面并且所述多个电连接的每一个具有第二横截面,