[發(fā)明專(zhuān)利]一種超薄材料-金屬新型接觸電極

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710247377.0
• 申請(qǐng)日: 2017-04-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106972069B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-02-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 戴道鋅;尹延龍;李江
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H01L31/0224
• 分類(lèi)號(hào): H01L31/0224
• 代理公司: 杭州求是專(zhuān)利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 林超

本發(fā)明公開(kāi)了一種超薄材料?金屬新型接觸電極。包括襯底以及置于襯底上的超薄材料和多層金屬電極，超薄材料的全部或者其中一部分位于金屬電極間，使得超薄材料的上下表面分別與金屬電極接觸，電流分別經(jīng)多層金屬電極從超薄材料的上表面和下表面流入到超薄材料中。本發(fā)明使得接觸電導(dǎo)率增加，接觸電阻減小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制作方便，利于集成，可以直接應(yīng)用在目前的超薄材料光電子器件中。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及超薄材料光電探測(cè)器、光電調(diào)制器等光電子器件，尤其是涉及了一種超薄材料-金屬新型接觸電極，能有效地降低超薄材料與金屬的接觸電阻。

背景技術(shù)

超薄材料具有很好的柔性，易于與半導(dǎo)體器件集成，在光學(xué)和電學(xué)方面也有著優(yōu)異的性質(zhì)。比如最早被發(fā)現(xiàn)的石墨烯超薄材料，憑借其獨(dú)特的光學(xué)、電學(xué)和熱學(xué)性質(zhì)，受到了廣泛關(guān)注。石墨烯的零帶隙，使其具有紫外到遠(yuǎn)紅外的寬吸收光譜；高載流子遷移率，能夠用于制作高速響應(yīng)的光電子器件；高熱導(dǎo)率，相比于傳統(tǒng)的金屬加熱器，具有更高的熱效率；與傳統(tǒng)半導(dǎo)體易于形成肖特基結(jié)構(gòu)，能夠制作光電導(dǎo)器件；易于與半導(dǎo)體器件集成等。因此，超薄材料在光電探測(cè)器，光電調(diào)制器，加熱/導(dǎo)熱器等光電子器件方面也有著巨大的潛力。

對(duì)于超薄材料光電探測(cè)器、光電調(diào)制器等光電子器件，除了關(guān)注其響應(yīng)度、調(diào)制深度以及工作波段之外，響應(yīng)速度也是一個(gè)非常重要的指標(biāo)，而影響超薄材料光電子器件響應(yīng)速度的一個(gè)重要物理量就是超薄材料與金屬電極的接觸電阻。在超薄材料與金屬接觸系統(tǒng)中，超薄材料表面缺乏與金屬的鍵合位點(diǎn)，影響了超薄材料與金屬之間電子的層間隧穿，導(dǎo)致超薄材料與金屬接觸電導(dǎo)率受限。一種方法是通過(guò)選擇不同種類(lèi)的金屬或者金屬組合以及金屬電極的厚度優(yōu)化，提升金屬與超薄材料的接觸電阻的電導(dǎo)率；另外一種就是采用金屬與超薄材料邊緣接觸的方法。但是這兩種方法對(duì)工藝要求很高，還需要對(duì)金屬的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，工藝復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決背景技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提出了一種超薄材料-金屬新型接觸電極，用于超薄材料并且具有低接觸電阻，能夠有效的降低材料與金屬電極的接觸電阻，從而大大提高超薄材料光電器件的響應(yīng)速度或者調(diào)制速度。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案：

本發(fā)明包括二氧化硅等絕緣襯底，多層金屬電極和超薄材料；

包括襯底以及置于襯底上的超薄材料和多層金屬電極，超薄材料的全部或者其中一部分位于金屬電極間，使得超薄材料的上下表面分別與金屬電極接觸。

方案一是將超薄材料位于部分多層金屬電極中間，

方案二是將超薄材料也可以位于全部的多層金屬電極之間，具體工藝上通過(guò)外接導(dǎo)線(xiàn)的方法將不同層的金屬電極連通，起到和方案一相同的作用。

本發(fā)明提出的電極結(jié)構(gòu)創(chuàng)新點(diǎn)在于：電流不是從單側(cè)電極流入二維或者薄膜材料，而是從多側(cè)或多層金屬電極流入二維或者薄膜材料。具體來(lái)說(shuō)是：電流從兩層金屬電極流入，電流分別經(jīng)多層金屬電極從超薄材料的上表面和下表面流入到超薄材料中，使得金屬電極和超薄材料之間的接觸電阻減小。

多層金屬電極可以相接觸，也可以不接觸，但均有電流流入二維或者薄膜材料。

一種具體實(shí)施方式是包括襯底以及置于襯底上的超薄材料和上下兩層金屬電極，兩層金屬電極置于襯底上的一側(cè)，超薄材料其中一部分置于襯底上另一側(cè)，超薄材料另一部分位于兩層金屬電極的一部分之間，兩層金屬電極另一部分表面直接相接觸，使得超薄材料一部分的上下表面分別與上下兩層金屬電極接觸。

一種具體實(shí)施方式是包括襯底以及置于襯底上的超薄材料和上下兩層金屬電極，超薄材料全部置于下層金屬電極和上層金屬電極之間，使得從下到上依次為下層金屬電極、超薄材料和上層金屬電極，超薄材料全部上下表面分別與上下兩層金屬電極接觸，兩層金屬電極表面之間不接觸而通過(guò)引線(xiàn)連接。

具體實(shí)施中下層金屬電極的面積大于上層金屬電極，使得方便引線(xiàn)連接。