[發(fā)明專利]一種鐵電局域場(chǎng)增強(qiáng)型二維半導(dǎo)體光電探測(cè)器及制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610236535.8
• 申請(qǐng)日: 2016-04-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105762281A
• 公開(kāi)（公告）日: 2016-07-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王建祿;胡偉達(dá);王旭東;孫璟蘭;孟祥建;陳效雙;陸衛(wèi);褚君浩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所
• 主分類號(hào): H01L51/42
• 分類號(hào): H01L51/42;H01L51/46;H01L51/48
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 郭英

1.一種鐵電局域場(chǎng)增強(qiáng)型二維半導(dǎo)體光電探測(cè)器，其特征在于，器件結(jié)構(gòu)自下而上依次為：襯底(1)，氧化物層(2)、過(guò)渡金屬硫族化合物二維半導(dǎo)體(3)、金屬源極(4)、金屬漏極(5)、鐵電功能層(6)和半透金屬上電極或透明導(dǎo)電電極(7)，其中：

所述的襯底(1)為重?fù)诫s的Si襯底；

所述的氧化物層(2)為SiO₂，厚度285±15納米；

所述的二維半導(dǎo)體(3)為過(guò)渡金屬硫族化合物，厚度從2層至10層分子；

所述的金屬源極(4)、金屬漏極(5)為Cr和Au電極，Cr厚度為5-10納米，Au厚度為30-50納米；

所述的鐵電功能層(6)為聚偏氟乙烯基鐵電聚合物薄膜，厚度為100-300納米；

所述的半透金屬上電極或透明導(dǎo)電電極(7)為鋁金屬電極，厚度為15-30納米，透明導(dǎo)電電極為銀納米線，厚度為100-200納米。

2.一種制備如權(quán)利要求1所述鐵電局域場(chǎng)增強(qiáng)型二維半導(dǎo)體高靈敏光電探測(cè)器的方法，其特征在于包括以下步驟：

1)通過(guò)熱氧化發(fā)在襯底(1)上通過(guò)熱氧化法制備氧化物層(2)；

2)采用機(jī)械剝離轉(zhuǎn)移方法將過(guò)渡金屬硫族化合物二維半導(dǎo)體(3)轉(zhuǎn)移至氧化物層(2)表面；

3)采用紫外光刻技術(shù)或者電子束曝光技術(shù)，結(jié)合熱蒸發(fā)及剝離工藝在制備金屬源極(4)，漏極(5)，形成背柵結(jié)構(gòu)過(guò)渡金屬硫族化合物二維半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)結(jié)構(gòu)器件；

4)在制備好的背柵器件上運(yùn)用旋涂方法制備P(VDF-TrFE)鐵電功能層(6)，并在135℃溫度下退火4小時(shí)保證功能層的結(jié)晶特性；

5)在鐵電功能層(6)上制備半透金屬上電極或透明導(dǎo)電電極(7)，通過(guò)光刻及刻蝕方法獲得特定圖形結(jié)構(gòu)電極圖形。