多晶金剛石薄膜日盲紫外探測(cè)器件的電極制備

陳子依，張偉亮，榮曦明，韓舜，曾玉祥，曹培江，方明，柳文軍，朱德亮，呂有明

（深圳大學(xué)材料學(xué)院，深圳市特種功能材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東省功能材料界面工程研究中心，廣東 深圳 518055）

1 引 言

近年來(lái)，寬帶隙半導(dǎo)體紫外光電探測(cè)器的研究受到廣泛關(guān)注，特別是工作在220～280 nm的日盲紫外光電探測(cè)器因其高靈敏度和低噪聲的優(yōu)點(diǎn)，成為在導(dǎo)彈制導(dǎo)、空間探測(cè)以及火災(zāi)預(yù)警等軍事和民用領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。其中，主要工作集中在SiC[1]、GaN[2]、ZnO[3]、Ga2O3[4]等日盲紫外探測(cè)材料上。而最近金剛石[5]作為當(dāng)今新興起的第三代半導(dǎo)體材料，由于具有5.45 eV的寬帶隙、擊穿場(chǎng)強(qiáng)高、載流子遷移率高、介電常數(shù)小以及熱導(dǎo)率高等優(yōu)點(diǎn)，使其成為制備在高溫、高輻射條件下工作的探測(cè)器的熱門(mén)材料[6]。人們以期利用金剛石的優(yōu)勢(shì)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)高能粒子、X射線以及深紫外光的高靈敏探測(cè)[7-10]。

由于成本高和難以獲得大尺寸單晶金剛石薄膜，人們把注意力集中在多晶金剛石薄膜的制備及其日盲紫外探測(cè)器的研究上，并取得了很大的進(jìn)展[11-14]。例如，已有研究者報(bào)道了多晶金剛石薄膜日盲紫外探測(cè)器的紫外/可見(jiàn)光的分辨率達(dá)到了107數(shù)量級(jí)[13]。特別是2022年鄭州大學(xué)單崇新團(tuán)隊(duì)[14]首次成功實(shí)現(xiàn)了基于微波等離子體化學(xué)氣相沉積（MPCVD）技術(shù)制備的多晶金剛石光電探測(cè)器平面陣列的成像系統(tǒng)，該光電探測(cè)器陣列具有良好的均勻性和穩(wěn)定性，在30 V偏壓和218 nm波長(zhǎng)下，響應(yīng)度為255 mA/W，響應(yīng)速度達(dá)到0.51 ms。另外，一些研究者利用金剛石的p型半導(dǎo)體特性，通過(guò)與其他n型半導(dǎo)體構(gòu)建了異質(zhì)結(jié)器件[15-17]。例如，黃健等[15]采用磁控濺射法在p型自支撐金剛石薄膜上制備了n型ZnO薄膜，通過(guò)在ZnO薄膜和金剛石薄膜上沉積Al/Au復(fù)合電極和Au電極制備了異質(zhì)結(jié)紫外探測(cè)器，該器件的正反向電流比值高達(dá)8×104，對(duì)370 nm紫外光具有光響應(yīng)。而最近金剛石/β-Ga2O3異質(zhì)結(jié)的工作倍受關(guān)注[16]，人們?cè)谠撈骷弦呀?jīng)成功實(shí)現(xiàn)了自驅(qū)動(dòng)效應(yīng)。

盡管人們?cè)诮饎偸∧ど弦呀?jīng)成功制備了日盲紫外探測(cè)器，但由于金剛石日盲紫外探測(cè)器的研究起步較晚，目前制備的金剛石探測(cè)器件的性能還很低下，其中面臨的主要問(wèn)題是超寬帶隙所導(dǎo)致的響應(yīng)度偏低[17]。一方面需要亟待解決高質(zhì)量金剛石材料的制備問(wèn)題，通過(guò)摻雜和表面改性提高電學(xué)性能；另一方面，由于金剛石本身屬于弱p型材料，雖然本征金剛石材料呈現(xiàn)高阻特性，選擇何種金屬制備電極顯得至關(guān)重要，而關(guān)于系統(tǒng)研究金屬電極對(duì)探測(cè)器性能的影響的工作較少。目前針對(duì)金剛石紫外探測(cè)器普遍使用功函數(shù)較大的金屬作為電極材料，包括Au[18]、Ti[19]、Ti/Au[20]等金屬。其中Au電極是普遍使用的紫外探測(cè)器金屬電極，但是對(duì)于高達(dá)5.45 eV禁帶寬度的金剛石，并不能與Au的功函數(shù)形成良好的適配性；而Ti金屬又存在極容易氧化的問(wèn)題，對(duì)器件性能影響較大；在此基礎(chǔ)上形成的Ti/Au電極結(jié)構(gòu)雖然能夠克服Ti金屬氧化的問(wèn)題，但是其復(fù)雜的電極工藝同樣是一個(gè)不可忽視的缺點(diǎn)。Ag通常作為探測(cè)器電極材料被研究[21]，其優(yōu)勢(shì)在于電極制備工藝簡(jiǎn)單、成本低，但目前選擇Ag作為金剛石探測(cè)器件電極材料的研究還鮮有報(bào)道。

因此，本文開(kāi)展了金剛石薄膜日盲紫外探測(cè)器電極工藝的制備研究，首先利用不同光刻工藝在多晶金剛石薄膜上制備了MSM結(jié)構(gòu)的叉指電極，討論了濕法光刻與lift-off光刻對(duì)金剛石紫外探測(cè)性能的影響；并在此基礎(chǔ)上利用lift-off光刻工藝制備了Au、Ag、Ti、Ti/Au四種電極的器件，對(duì)比了不同金屬電極制備出的金剛石紫外探測(cè)器件的性能差異。

2 實(shí) 驗(yàn)

本文采用的樣品是通過(guò)DC-PJCVD法在800℃高溫下生長(zhǎng)的多晶金剛石薄膜，該方法生產(chǎn)效率高，制備出的金剛石是自支撐的金剛石薄膜，樣品的尺寸為1 cm×1 cm×0.3 mm。在進(jìn)行器件制備之前，我們首先通過(guò)X射線衍射（XRD）、原子力顯微鏡（AFM）、拉曼散射光譜、光致發(fā)光（PL）光譜和透射光譜對(duì)金剛石樣品進(jìn)行了結(jié)構(gòu)、形貌和光學(xué)性能的表征。在清洗好的金剛石樣品表面通過(guò)lift-off光刻工藝制備了Au的叉指結(jié)構(gòu)電極，構(gòu)建了MSM型日盲紫外探測(cè)器件，如圖1所示。lift-off光刻工藝由于是在金剛石上顯影出相應(yīng)的圖案后，樣品再通過(guò)熱蒸發(fā)法進(jìn)行金屬的蒸鍍，最后完成去膠得到叉指電極的器件；因而通過(guò)光學(xué)顯微鏡觀測(cè)到liftoff光刻工藝制備的電極形貌完整，插圖給出了Au叉指電極實(shí)物圖，其中叉指的長(zhǎng)度為500μm，叉指間距與叉指寬度都是10μm。為了說(shuō)明lift-off光刻工藝對(duì)探測(cè)器件性能的影響，我們采用濕法光刻工藝在相同的金剛石樣品上制備了Au叉指結(jié)構(gòu)電極。lift-off光刻和濕法光刻的工藝類(lèi)似，都是在光刻產(chǎn)生的圖案上得到所需的電極，兩種工藝的操作是相同的，區(qū)別在于步驟上。濕法光刻是先在襯底上蒸鍍金屬，再使用光刻法產(chǎn)生圖案，最后通過(guò)腐蝕液除去多余的金屬，再用去膠液去膠，得到器件成品。由于腐蝕液的引入會(huì)和蒸鍍的電極發(fā)生反應(yīng)，破壞電極的完整性，因此難免會(huì)對(duì)器件性能產(chǎn)生不利影響。而lift-off光刻是先使用光刻法產(chǎn)生圖案，再蒸鍍金屬電極，最后使用去膠液去除多余的金屬和光刻膠，得到器件成品。由于多余的金屬是沉積在光刻膠上方，因此用去膠液去除光刻膠時(shí)，多余的金屬會(huì)隨光刻膠一起脫落，避免引入腐蝕液，從而達(dá)到保護(hù)電極、提升器件性能的目的。對(duì)不同工藝方法制備的金剛石紫外探測(cè)器件，在254 nm紫外燈照射下進(jìn)行了I-V特性和響應(yīng)特性測(cè)量，比較了lift-off光刻工藝制備的器件與濕法光刻工藝器件的性能差異。

圖1 （a）lift-off光刻工藝制備的探測(cè)器叉指電極結(jié)構(gòu)圖；（b）對(duì)應(yīng)的光刻后實(shí)物照片。Fig.1（a）Structure diagram of the detector interfinger electrode prepared by lift-off lithography process.（b）Photograph of the device electrode after lithography.

最后，我們利用lift-off光刻工藝制備了Ti、Au、Ti/Au和Ag四種金屬電極的金剛石探測(cè)器件，研究了不同金屬電極對(duì)制備的金剛石探測(cè)器的性能影響。在254 nm紫外燈照射下分別測(cè)試了通過(guò)熱蒸發(fā)蒸鍍不同金屬電極情況下制備出的金剛石紫外探測(cè)器件的I-V特性曲線和響應(yīng)特性曲線，研究了不同金屬電極對(duì)器件探測(cè)性能的影響。

3 結(jié)果與討論

通過(guò)對(duì)金剛石進(jìn)行一系列表征，確保金剛石樣品純凈且平整，符合制備紫外探測(cè)器件的要求。圖2是金剛石樣品的AFM圖像、XRD圖譜、拉曼散射光譜、光致發(fā)光光譜和吸收光譜以及帶隙擬合圖譜。

圖2（a）為金剛石薄膜的AFM圖像，表面粗糙度為0.788 nm，結(jié)果表明所得到的金剛石表面較為平整。圖2（b）是多晶金剛石薄膜的XRD圖譜，從圖中觀察到位于43.8°、75.2°、91.4°、119.9°出現(xiàn)4個(gè)衍射峰，分別對(duì)應(yīng)立方金剛石結(jié)構(gòu)的（111）、（220）、（311）、（400）晶面，4個(gè)衍射峰的半高寬分別為0.53°、0.52°、0.62°、0.48°左右，表明測(cè)量的樣品為多晶金剛石薄膜。圖2（c）顯示的是金剛石薄膜樣品室溫下的拉曼散射光譜，從圖中可以明顯地看到僅在1 332 cm-1處有一個(gè)尖峰，半高寬為7.8 cm-1，這是典型的金剛石sp3雜化形成的碳碳結(jié)構(gòu),并且沒(méi)有出現(xiàn)明顯的石墨相結(jié)構(gòu)，表明薄膜樣品為金剛石結(jié)構(gòu)且具有良好的結(jié)晶度。在HeCd激光器325 nm波長(zhǎng)的激光激發(fā)下，測(cè)量了金剛石薄膜的室溫下光致發(fā)光（PL）光譜，如圖2（d）所示?？梢园l(fā)現(xiàn)樣品在439 nm以及534 nm處出現(xiàn)兩個(gè)明顯的發(fā)光峰，其中位于439 nm處較弱的發(fā)光峰來(lái)自金剛石薄膜中與位錯(cuò)缺陷態(tài)相關(guān)的特征發(fā)射[22]；而在534 nm處形成的寬峰則通常被認(rèn)為是與氮和空位形成的缺陷發(fā)光中心有關(guān)[23]，其中N可能是由于制備過(guò)程中由反應(yīng)室的殘余氣體引入的[24]。圖2（e）顯示了金剛石薄膜樣品的吸收光譜，可以發(fā)現(xiàn)其在225 nm處有一個(gè)很明顯的吸收邊，并且在272 nm處存在一個(gè)肩峰。眾多的研究表明[25-26]，對(duì)于人工合成的金剛石薄膜，在制備過(guò)程中會(huì)不可避免地引入一些雜質(zhì)和缺陷態(tài)，相應(yīng)的能級(jí)分布于金剛石的帶隙中，導(dǎo)致對(duì)低于禁帶寬度的光子存在一定程度的吸收。因此，來(lái)自金剛石中的缺陷態(tài)被認(rèn)為是樣品呈現(xiàn)低于帶邊存在吸收的主要原因，這也可以從圖2（d）的PL光譜中觀測(cè)到的缺陷和雜質(zhì)相關(guān)的發(fā)光得到驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)采用的多晶金剛石樣品對(duì)272～225 nm之間的紫外光有一定吸收，這也解釋了后續(xù)制備的器件在254 nm波長(zhǎng)紫外光照下產(chǎn)生響應(yīng)的原因。按照公式（αhν）1/2=A（hν-Eg）對(duì)樣品進(jìn)行了光學(xué)帶隙擬合，如圖2（f）所示，結(jié)果表明對(duì)應(yīng)的帶隙能量為5.225 eV。

圖2 金剛石薄膜的表征結(jié)果。（a）AFM圖像；（b）XRD圖譜；（c）拉曼散射光譜；（d）光致發(fā)光光譜；（e）吸收光譜；（f）（αhν）1/2隨光子能量（hν）的變化關(guān)系。Fig.2 Characterization of the diamond thin films.（a）AFM image.（b）XRD spectrum.（c）Raman scattering spectrum.（d）Photoluminescence spectrum.（e）Absorption spectrum.（f）Plot of（αhν）1/2 as the function of the photon energy（hν）.

圖3給出了由濕法光刻工藝和lift-off光刻工藝制備的金剛石探測(cè)器件I-V特性曲線和響應(yīng)度曲線，所蒸鍍的電極材料為Au電極?？梢钥吹剑?dāng)電壓以1 V的步長(zhǎng)從0 V增加到25 V，兩個(gè)器件的光電流（Ilight）與暗電流（Idark）均隨著電壓的增加而上升。濕法光刻制備的器件（圖3（a））在25 V偏壓時(shí)其Ilight為8.7 nA，光暗電流比為1.85。而采用lift-off工藝制備的器件，如圖3（c）所示的I-V特性曲線顯示，在25 V偏壓下器件的Ilight達(dá)到39.1 nA，光暗電流比為12.7?？梢郧宄吹?，雖然兩種光刻工藝制備的叉指結(jié)構(gòu)尺寸相同，但是結(jié)果表明濕法光刻制備的器件性能更低。lift-off和濕法光刻兩種工藝使用的是相同的金屬材料，并且蒸鍍電極的方法也完全相同。然而lift-off光刻中沒(méi)有引入腐蝕液，避免了腐蝕液的影響；而在濕法光刻中，不同的金屬需要用到不同的腐蝕液，這進(jìn)一步增大了腐蝕液對(duì)電極材料的影響。因此在充分考慮整個(gè)實(shí)驗(yàn)流程之后，我們認(rèn)為性能差異主要來(lái)自于不同的光刻工藝流程。濕法光刻是先蒸鍍金屬再進(jìn)行光刻，在刻蝕過(guò)程中由于腐蝕液對(duì)電極的邊緣存在破壞，導(dǎo)致濕法光刻相較于lift-off光刻其金屬電極通常呈現(xiàn)出倒梯形的形狀，從而極大地影響電極對(duì)光生載流子的收集能力。而lift-off光刻工藝由于是先刻蝕圖案再蒸鍍金屬，摒棄了濕法光刻所需要的使用腐蝕液刻蝕金屬電極的步驟，使得lift-off光刻所制備的電極附著力更強(qiáng)、形貌更加完整，因此lift-off工藝制備的器件性能普遍優(yōu)于濕法光刻制備的器件。

通過(guò)I-V特性曲線，結(jié)合測(cè)試的光功率（110μw/cm2）與有效光照面積，我們可以得到器件的響應(yīng)度隨電壓變化的曲線，如圖3（b）、（d）所示。所有器件的響應(yīng)度都隨著電壓的提升而升高，對(duì)于濕法光刻工藝（圖3（b））和lift-off光刻工藝（圖3（d））制備的器件，在25 V偏壓下響應(yīng)度分別為16.6 mA/W和150 mA/W?？梢钥吹?，lift-off光刻方法制備的器件響應(yīng)度性能要遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于濕法光刻器件性能，其中器件響應(yīng)度提高了9倍。兩種工藝方法制備的金剛石紫外探測(cè)器的性能比較如表1所示。

圖3 利用不同工藝方法制備金剛石薄膜探測(cè)器的I-V特性曲線和響應(yīng)度曲線。（a）～（b）濕法光刻；（c）～（d）lift-off光刻。Fig.3 I-V characteristic curves and responsivity curves of the diamond film detectors prepared by different processes.（a）-（b）Wet lithography.（c）-（d）Lift-off lithography.

表1 不同工藝方法制備金剛石薄膜探測(cè)器的性能比較Tab.1 Comparison of performance of the diamond film detectors prepared by different processes

上述研究結(jié)果表明，選擇Au作為電極材料采用lift-off光刻法制備出來(lái)的器件性能要優(yōu)于濕法光刻器件。由于不同金屬電極與金剛石材料形成的接觸性質(zhì)存在差異，為了進(jìn)一步優(yōu)化制備的金剛石紫外探測(cè)器件的性能，我們嘗試用其他金屬電極來(lái)制備了不同的器件。由于lift-off光刻工藝不需要考慮對(duì)金屬的刻蝕影響，這為我們選擇金屬材料帶來(lái)了方便。因此，我們選擇Au、Ag、Ti、Ti/Au四種不同的金屬，使用lift-off光刻法制備叉指電極來(lái)構(gòu)建金剛石紫外探測(cè)器件。作為對(duì)比，本次實(shí)驗(yàn)采用的都為同一批金剛石薄膜，制備的叉指電極也具有相同的結(jié)構(gòu)。圖4給出了不同金屬電極制備的金剛石探測(cè)器件的I-V特性曲線（左）以及響應(yīng)度曲線（右）。圖4（a）是Ti/Au電極制備的金剛石探測(cè)器的I-V特性曲線，可以看到在25 V的偏壓下，器件的Ilight為0.189μA，Idark為3.6 nA，光暗電流比為51.9。而圖4（b）所示為T(mén)i電極制備的器件I-V曲線，其在25 V偏壓下Ilight僅為6.6 nA，Idark為2.8 nA，光暗電流比為2.36。Au電極修飾的器件I-V曲線如圖4（c）所示，25 V電壓下器件的Ilight為39.1 nA，Idark為3.1 nA，光暗電流比為12.7。對(duì)于圖4（d）所示的Ag電極制備的器件I-V曲線，我們注意到當(dāng)器件＞15 V偏壓時(shí)Ilight出 現(xiàn)陡增，在25 V偏壓下Ilight高達(dá)0.21μA，Idark為2.3 nA，光暗電流比達(dá)到89。通過(guò)對(duì)比上述結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，Ti/Au電極比Ti電極和Au電極的性能更好。而許多文獻(xiàn)報(bào)道也都采用Ti/Au作為電極制備金剛石器件[27]，這是因?yàn)門(mén)i的功函數(shù)為4.33，與金剛石形成的肖特基勢(shì)壘很低，易于形成歐姆接觸。但是單一金屬Ti作為電極在接觸空氣后容易氧化成TiO2，電阻值增大，導(dǎo)致TiO2對(duì)光生載流子的阻擋作用更強(qiáng)，界面的分壓就會(huì)增多，器件內(nèi)部分壓就會(huì)減少，器件內(nèi)部載流子傳輸效率就會(huì)減弱很多。而Ti/Au電極是在蒸鍍完20 nm的Ti電極后再蒸鍍一層30 nm的Au電極，這樣Au電極能夠起到保護(hù)層的作用，保護(hù)Ti電極不被氧化。因此，Ti電極的器件性能會(huì)比Au電極更低，而Ti/Au電極的性能最好。我們還發(fā)現(xiàn)，Ag電極的光電流與Ti/Au電極處于同一數(shù)量級(jí)，而Ag電極的暗電流比Ti/Au電極的暗電流更低，因此Ag電極器件具有更大的光暗電流比。

圖4 使用不同金屬電極制備的金剛石探測(cè)器的I-V特性曲線（左）和響應(yīng)度曲線（右）。（a）Ti/Au電極；（b）Ti電極；（c）Au電極；（d）Ag電極。Fig 4 I-V characteristic curves（left）and responsivity curves（right）of the diamond detectors prepared with different metal electrodes.（a）Ti/Au electrode.（b）Ti electrode.（c）Au electrode.（d）Ag electrode.

我們通過(guò)計(jì)算給出了不同金屬電極制備的金剛石紫外探測(cè)器件的響應(yīng)度隨電壓變化關(guān)系曲線，如圖4（a'）、（b'）、（c'）、（d'）所示。結(jié)果顯示，對(duì) 于Ti/Au電極、Ti電極、Au電極和Ag電極制備的器件，在25 V偏壓下得到的光響應(yīng)度分別為0.7 A/W、13.2 mA/W、0.15 A/W和0.78 A/W。從圖4（d'）中不難發(fā)現(xiàn)，利用Ag電極制備器件的響應(yīng)度，在電壓＞15 V時(shí)出現(xiàn)陡增，在四種不同材料電極的比較中，Ag電極的響應(yīng)度顯示出明顯的優(yōu)勢(shì)。

為了進(jìn)一步解釋上述現(xiàn)象，我們給出了Ag電極與金剛石表面接觸后的能帶結(jié)構(gòu)示意圖，如圖5（a）、（b）所示。其中Ec、Ef和Ev分別是對(duì)應(yīng)于金剛石導(dǎo)帶、費(fèi)米能級(jí)和價(jià)帶的能級(jí)。金剛石薄膜的電子親和勢(shì)為0.5 eV，Ag金屬的功函數(shù)ΦA(chǔ)g=4.26 eV。當(dāng)Ag電極與金剛石薄膜接觸后，在熱平衡的作用下，兩者費(fèi)米能級(jí)趨于一致，導(dǎo)致金剛石能級(jí)的能帶向下彎曲形成具有勢(shì)壘高度V0=3.76 eV的空間電荷區(qū)（圖中陰影），形成肖特基勢(shì)壘并產(chǎn)生由Ag電極側(cè)指向金剛石側(cè)的內(nèi)建電場(chǎng)。由于肖特基勢(shì)壘的存在，導(dǎo)致金剛石內(nèi)的電子移到Ag電極處十分困難。施加偏壓后的器件能帶示意圖如圖5（b）所示，當(dāng)施加與內(nèi)建電場(chǎng)方向相同的外加偏壓VD后，勢(shì)壘高度增加，空間電荷區(qū)變寬，此時(shí)空間電荷區(qū)寬度大于電子隧穿的臨界厚度，電子無(wú)法穿過(guò)空間電荷區(qū)。金剛石半導(dǎo)體的費(fèi)米能級(jí)比Ag金屬的費(fèi)米能級(jí)高出VD，而外加紫外光照使得器件內(nèi)部產(chǎn)生大量的光生載流子，空間電荷區(qū)變窄，導(dǎo)致其厚度小于電子隧穿的臨界厚度，如圖5（b）紅色虛線所示。當(dāng)外加偏壓足夠大（VD＞15 V）時(shí)，半導(dǎo)體價(jià)帶頂能量高于金屬費(fèi)米能級(jí)，此時(shí)金剛石價(jià)帶中的電子能夠順利地移動(dòng)到Ag電極側(cè)，并在金剛石內(nèi)部留下空穴，產(chǎn)生隧穿效應(yīng)。所以在＞15 V的偏壓下，利用Ag電極制備的金剛石器件要比Ti/Au電極制備的金剛石器件具有更加優(yōu)異的性能。

圖5 金剛石薄膜與Ag電極接觸后的能帶結(jié)構(gòu)示意圖。（a）0 V偏壓下；（b）施加VD偏壓下（紫外光照）。Fig.5 Schematic diagram of the energy band structure of the diamond film after contact with Ag electrode.（a）0 V bias.（b）VD forward bias（UV-irradiation）.

4 結(jié) 論

本文對(duì)DC-PJCVD法生長(zhǎng)的金剛石薄膜進(jìn)行了結(jié)構(gòu)、形貌和光學(xué)性能表征研究。結(jié)果表明，該金剛石薄膜呈現(xiàn)出表面平整的多晶結(jié)構(gòu)，沒(méi)有其他物相存在；光學(xué)性能測(cè)量顯示該薄膜樣品存在大量的N相關(guān)的雜質(zhì)和缺陷態(tài)，并且可以在日盲紫外光波段產(chǎn)生明顯的吸收。選擇Au作為電極材料、通過(guò)濕法光刻工藝和lift-off光刻工藝在金剛石多晶薄膜上制備了MSM型的日盲紫外探測(cè)器件，對(duì)比了不同光刻工藝制備的器件性能。在25 V偏壓下，濕法光刻器件和lift-off光刻器件的光暗電流比分別為1.85和12.7，響應(yīng)度分別為16.6 mA/W和150 mA/W。結(jié)果表明，由于lift-off光刻的電極受腐蝕液影響較小，lift-off光刻器件比濕法光刻器件顯示出更好的探測(cè)性能。利用lift-off光刻工藝選擇Au、Ti、Ti/Au和Ag四種金屬制備了叉指電極，研究了不同的金屬電極對(duì)制備的金剛石日盲探測(cè)器件性能的影響。結(jié)果表明，由于Ag電極與金剛石薄膜之間形成肖特基接觸，在大的正向偏壓下存在勢(shì)壘隧穿效應(yīng)引起的增益，在25 V偏壓下Ilight高達(dá)0.21μA，響應(yīng)度達(dá)到0.78 A/W，性能與已有報(bào)道的器件性能相當(dāng)，比Au電極器件提高了5.2倍，顯示在高壓工作下Ag電極制備的金剛石紫外探測(cè)器件性能具有更明顯的優(yōu)勢(shì)。

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