[發明專利]垂直型光電探測器及其制備方法有效
| 申請號: | 201710411754.X | 申請日: | 2017-06-05 |
| 公開(公告)號: | CN107425090B | 公開(公告)日: | 2019-08-23 |
| 發明(設計)人: | 賈仁需;龐體強;欒蘇珍;張玉明;汪鈺成;劉銀濤 | 申請(專利權)人: | 西安電子科技大學 |
| 主分類號: | H01L31/109 | 分類號: | H01L31/109;H01L31/18 |
| 代理公司: | 西安嘉思特知識產權代理事務所(普通合伙) 61230 | 代理人: | 劉長春 |
| 地址: | 710071*** | 國省代碼: | 陜西;61 |
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| 摘要: | |||
| 搜索關鍵詞: | 垂直 光電 探測器 及其 制備 方法 | ||
本發明涉及一種垂直型光電探測器的制備方法,包括:S1:選取襯底;S2:在所述襯底上生長底電極層;S3:在所述底電極層上生長二硫化鉬層;S4:在所述二硫化鉬層上生長雜化鈣鈦礦層;S5:在所述雜化鈣鈦礦層上生長頂電極。本發明可以使光電探測器二維材料溝道的背景載流子的完全耗盡,顯著降低了器件暗電流,提高器件在弱光下的探測性能;制備工藝簡單,生產成本低,無需昂貴的儀器設備等優點;制備的光電探測器可在零柵壓、低源漏偏壓下工作,具有優異的低功耗特性,且結構簡單、效率高、響應快、工作穩定、使用壽命長。
技術領域
本發明屬于半導體光電探測技術領域,具體涉及一種垂直型光電探測器及其制備方法。
背景技術
以石墨烯及二維過渡金屬硫族化合物為代表的二維材料在光電探測領域受到越來越廣泛的關注。其中以二硫化鉬(二硫化鉬)為代表的過渡金屬硫化物二維材料具有與硅、砷化鎵等傳統半導體材料接近的禁帶寬度,且能帶帶隙隨厚度的變化而變化,在新型光電探測領域具有廣闊應用前景。然而這類材料在制備過程中不可避免的會引入界面缺陷等問題使得該材料在零柵壓下具有較高的背景載流子濃度,進而使得光電探測器的暗電流較高,這些問題都限制了其在光電探測領域的應用。
因此,如何研制出一種低暗電流、高探測性能的光探測器尤為重要。
發明內容
為了解決現有技術中存在的上述問題,本發明提供了一種垂直型光電探測器及其制備方法。
本發明的一個實施例提供了一種垂直型光電探測器,包括:
S1:選取襯底;
S2:在所述襯底上生長底電極層;
S3:在所述底電極層上生長二硫化鉬層;
S4:在所述二硫化鉬層上生長雜化鈣鈦礦層;
S5:在所述雜化鈣鈦礦層上生長頂電極。
在本發明的一個實施例中,所述襯底為半絕緣半透明材料。
在本發明的一個實施例中,步驟(S1)前還包括:利用RCA標準清洗工藝,對所述襯底進行清洗。
在本發明的一個實施例中,步驟(S3)包括:采用化學氣相沉積法,以單質的鉬金屬和硫粉做為生長源,在所述底電極層表面沉積二維二硫化鉬以完成所述二硫化鉬層的生長。
在本發明的一個實施例中,步驟(S4)包括:
(S41)制備前驅體溶液;
(S42)將所述前驅體溶液攪拌并旋涂至所述二硫化鉬層上以生長雜化鈣鈦礦層。
在本發明的一個實施例中,所述雜化鈣鈦礦層材料為CH3NH3PbI3。
在本發明的一個實施例中,步驟(S41)包括:將0.415g的CH3NH3I和1.223g的PbI2溶于4mL的DMF溶液中制備旋涂前驅體溶液。
在本發明的一個實施例中,步驟(S42)包括:
(S421)將所述前驅體溶液在50℃下攪拌10-12h;
(S422)以3000rpm的轉速將所述前驅體溶液旋涂到所述二硫化鉬層上,在90℃下退火0.5h,制成CH3NH3PbI3薄膜以完成雜化鈣鈦礦層的生長。
在本發明的一個實施例中,步驟(S5)包括:
(S51)采用物理掩膜板,利用磁控濺射工藝在所述雜化鈣鈦礦層上生長第二金屬材料;
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H01L 半導體器件;其他類目中不包括的電固體器件
H01L31-00 對紅外輻射、光、較短波長的電磁輻射,或微粒輻射敏感的,并且專門適用于把這樣的輻射能轉換為電能的,或者專門適用于通過這樣的輻射進行電能控制的半導體器件;專門適用于制造或處理這些半導體器件或其部件的方法或
H01L31-02 .零部件
H01L31-0248 .以其半導體本體為特征的
H01L31-04 .用作轉換器件的
H01L31-08 .其中的輻射控制通過該器件的電流的,例如光敏電阻器
H01L31-12 .與如在一個共用襯底內或其上形成的,一個或多個電光源,如場致發光光源在結構上相連的,并與其電光源在電氣上或光學上相耦合的





