1.一种n型纳米金刚石薄膜/p型单晶硅的异质pn结原型器件的制备方法,其特征在于所述方法包括以下步骤:(1)采用热丝化学气相沉积法在p型(100)面单晶硅衬底上制备纳米金刚石薄膜;
(2)采用离子注入方法,在步骤(1)得到的纳米金刚石薄膜中注入磷离子,得到磷离子注入的纳米金刚石薄膜/p型单晶硅的异质结;
(3)将步骤(2)得到的磷离子注入的纳米金刚石薄膜/p型单晶硅的异质结置于低压环境下,800-1000℃温度下退火10-50分钟,得到退火后的纳米金刚石薄膜/p型单晶硅的异质结;
(4)退火后的纳米金刚石薄膜/p型单晶硅的异质结在纳米金刚石薄膜一侧沉积钛/金电极,并真空退火,再在p型单晶硅一侧制作铟电极,即制得所述n型纳米金刚石薄膜/p型单晶硅的异质pn结原型器件。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于所述步骤(1)采用以下步骤进行:将金刚石微粉混合于丙三醇得到金刚石微粉悬浊液,对p型(100)面单晶硅片打磨30~60分钟,打磨后的硅片置于金刚石微粉悬浊液中超声震荡15~30分钟,然后分别用去离子水、乙醇和丙酮进行超声清洗,干燥后作为生长纳米金刚石薄膜的衬底,将硅衬底放入热丝化学气相沉积设备,以丙酮为碳源,采用氢气鼓泡的方式将丙酮带入到反应室中,气氛中还包含氩气,其中丙酮、氢气、氩气的流量比为90:200:100,热丝与衬底的距离为5mm;形核阶段热丝总功率4400W,气压1.6kPa,偏压4A,形核时间37分钟;生长阶段热丝总功率为4800W,气压
4.0kPa,偏压4A,生长时间1小时,生长结束后,缓慢降功率并持续通氢气进行冷却,制备得到厚度1~3μm的纳米金刚石薄膜。
3.如权利要求1所述的方法,其特征在于所述步骤(2)中:在步骤(1)得到的纳米金
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刚石薄膜中注入磷离子,磷离子的注入剂量为10 -10 cm ,注入能量为80keV。
4.如权利要求1所述的方法,其特征在于所述步骤(3)中,所述退火在低压环境中进行,所述低压环境为4000Pa。
5.如权利要求1所述的方法,其特征在于所述步骤(3)按以下步骤进行:将步骤(2)得到的磷离子注入的纳米金刚石薄膜/p型单晶硅的异质结封于气压为4000Pa的石英管中,在800-1000℃下退火10-30分钟,得到退火后的纳米金刚石薄膜/p型单晶硅的异质结。
6.如权利要求1所述的方法,其特征在于所述步骤(4)中,所述真空退火是在450℃下真空退火20分钟。
7.如权利要求1~6之一所述的方法制备得到的n型纳米金刚石薄膜/p型单晶硅的异质pn结原型器件。
8.如权利要求7所述的n型纳米金刚石薄膜/p型单晶硅的异质pn结原型器件,其特征在于所述n型纳米金刚石薄膜/p型单晶硅的异质pn结原型器件具有较高的整流率、工作电压和击穿电压。