[發(fā)明專利]一種GaN?MoS2分波段探測器及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610489139.6
• 申請日: 2016-06-28
• 公開（公告）號: CN106129166B
• 公開（公告）日: 2017-07-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉新科;李奎龍;何佳鑄;陳樂;何祝兵;俞文杰;呂有明;韓舜;曹培江;柳文軍;曾玉祥;賈芳;朱德亮;洪家偉
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳大學(xué)
• 主分類號: H01L31/09
• 分類號: H01L31/09;H01L31/18;H01L31/0304;H01L31/032
• 代理公司: 深圳市恒申知識產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(普通合伙)44312
• 代理人: 王利彬

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于半導(dǎo)體器件領(lǐng)域，尤其涉及一種GaN-MoS₂分波段探測器及其制備方法。

背景技術(shù)

紫外探測器作為紫外探測技術(shù)的核心器件，幾年來受到了國內(nèi)外的高度重視和深入研究。特別是在導(dǎo)彈制導(dǎo)、導(dǎo)彈預(yù)警、紫外通信等軍事領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，更進(jìn)一步推動了和加快了紫外探測器研究的飛速發(fā)展。盡管Si、GaAs等第一、第二代半導(dǎo)體可以用來制作紫外探測器，但是由于禁帶寬度小、器件長波截止波長大、最高工作溫度低等特點(diǎn)而使得器件的特性和使用受到了很大的限制，特別是在高溫、日光照射等惡劣環(huán)境下其局限性尤為突出。而禁帶寬度大于2.2eV的第三代半導(dǎo)體GaN，因具有禁帶寬、臨界擊穿電場高、電子飽和速度高、熱導(dǎo)率高、抗輻射能力強(qiáng)等優(yōu)勢，很好的克服了第一、第二代半導(dǎo)體紫外探測器的缺點(diǎn)，成為當(dāng)前制作紫外探測器的主要材料。

然而，對于分立的GaN基紫外探測器和MoS₂探測器而言，由于GaN的帶隙為3.4eV，其探測器響應(yīng)波段一般小于365nm(紫外波段)，而單層MoS₂的帶隙為1.82eV，其響應(yīng)波段小于680nm(紫外波段和可見光波段)，而且單一MoS₂探測器無法區(qū)分紫外波段和可見光波段。

因此，現(xiàn)有技術(shù)存在缺陷，需要改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種GaN-MoS₂分波段探測器及其制 備方法，旨在同時(shí)針對不同的波段的光分別進(jìn)行相應(yīng)探測，實(shí)現(xiàn)對寬光譜的分段吸收探測。

本發(fā)明提供了一種GaN-MoS₂分波段探測器，包括：

GaN襯底；

附在所述襯底一面上的GaN材料層；

附在所述襯底的與所述GaN材料層相對的另一面上的MoS₂材料層；

置于所述GaN材料層和所述MoS₂材料層上的電極組。

本發(fā)明還提供了上述所述的GaN-MoS₂分波段探測器的制備方法，包括以下步驟：

制備GaN材料層；

制備MoS₂材料層；

加工電極組。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，有益效果在于：本發(fā)明提供的GaN-MoS₂分波段探測器為單片集成結(jié)構(gòu)，包括分別置于襯底兩面的GaN材料層和MoS₂材料層，所述探測器結(jié)構(gòu)合理地將寬禁帶GaN和窄禁帶的二維材料MoS₂結(jié)合在一起。在使用時(shí)，光從p-GaN表面入射，波長小于365nm的光子被GaN材料層吸收探測到光電流，而波長大于365nm小于680nm的光子被MoS₂材料層吸收而探測到，最終實(shí)現(xiàn)了光子的分波段吸收探測。

本發(fā)明提供的GaN-MoS₂分波段探測器的制備方法，通過控制每一步的具體操作及所制備n-GaN層、i-GaN層、p-GaN層及單層MoS₂等各材料層時(shí)的加工參數(shù)，并限定了電極組中各電極的分布位置及制備順序，使制得的GaN-MoS₂分波段探測器獲得了預(yù)期的性能，實(shí)現(xiàn)了光子的分波段吸收探測。此外，本發(fā)明所提供的制備方法，過程簡單易行，便于工業(yè)化生產(chǎn)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的GaN-MoS₂分波段探測器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的GaN-MoS₂分波段探測器的制備過程中步驟一制備完成后的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的GaN-MoS₂分波段探測器的制備過程中步驟二制備完成后的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明實(shí)施例提供的GaN-MoS₂分波段探測器的制備過程中步驟三制備完成后的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。