[發(fā)明專利]一種二硒化鎢薄片/氧化銦納米線復(fù)合結(jié)構(gòu)近紅外光電探測器及其制備方法

有效

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• 申請日: 2017-07-28
• 公開（公告）號: CN107706260B
• 公開（公告）日: 2019-04-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郭楠;劉軍庫;賈怡;肖林
• 申請（專利權(quán)）人: 中國空間技術(shù)研究院
• 主分類號: H01L31/09
• 分類號: H01L31/09;H01L31/032;H01L31/0352;H01L31/18
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 張麗娜

本發(fā)明涉及一種二硒化鎢薄片/氧化銦納米線復(fù)合結(jié)構(gòu)近紅外光電探測器及其制備方法，該近紅外光電探測器為低維材料復(fù)合結(jié)構(gòu)近紅外光電探測器，具體是指利用二硒化鎢(WSe₂)與氧化銦(In₂O₃)納米線之間功函數(shù)的差異，在這兩種材料界面處形成能帶彎曲，近紅外光激發(fā)WSe₂中的載流子積累在界面處，所形成的局域電場對In₂O₃納米線溝道電導(dǎo)率進行調(diào)控，同時通過外加偏壓的施加使得器件工作在暗電流極低的耗盡區(qū)，提高近紅外探測器的光響應(yīng)率和探測率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種二硒化鎢薄片/氧化銦納米線復(fù)合結(jié)構(gòu)近紅外光電探測器及其制備方法，該近紅外光電探測器為低維材料復(fù)合結(jié)構(gòu)近紅外光電探測器，具體是指利用二硒化鎢(WSe₂)與氧化銦(In₂O₃)納米線之間功函數(shù)的差異，在這兩種材料界面處形成能帶彎曲，近紅外光激發(fā)WSe₂中的載流子積累在界面處，所形成的局域電場對In₂O₃納米線溝道電導(dǎo)率進行調(diào)控，同時通過外加偏壓的施加使得器件工作在暗電流極低的耗盡區(qū)，提高近紅外探測器的光響應(yīng)率和探測率。

背景技術(shù)

現(xiàn)有的紅外探測器通常采用了傳統(tǒng)的窄帶隙半導(dǎo)體作為感光材料，為了提高探測靈敏度、縮短器件響應(yīng)時間、減小背景噪聲的影響，這些器件的正常工作需要液氮制冷環(huán)境，這使得器件的應(yīng)用場合和工作時長受到極大限制。同時，傳統(tǒng)光電探測材料量子效率小于1的經(jīng)典理論極限限制了其探測靈敏度的進一步提升。因此，如何實現(xiàn)室溫條件下對紅外光的高響應(yīng)率和高探測率已成為紅外探測領(lǐng)域的核心難點問題。近年來，隨著低維納米材料(如石墨烯、二維過渡金屬硫化物)等新材料體系的構(gòu)建，為實現(xiàn)新型的室溫高性能紅外探測器提供了新的思路和有效的途徑，已經(jīng)成為當(dāng)前紅外光電探測器前沿研究的焦點。

與傳統(tǒng)光電材料相比，盡管低維材料在一些半導(dǎo)體性能等方面表現(xiàn)出獨特的優(yōu)勢，例如：石墨烯超高的載流子遷移率可以獲得很高的增益帶寬、二維過渡金屬硫化物半導(dǎo)體材料隨著層數(shù)的變化帶隙可調(diào)實現(xiàn)寬光譜探測。但低維材料較薄的原子層級的厚度也使得其在與光相互作用時不能像體材料那樣實現(xiàn)完全吸收，因此光的利用效率很低，進而抑制了器件的光響應(yīng)率和探測率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的技術(shù)解決問題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種二硒化鎢薄片/氧化銦納米線復(fù)合結(jié)構(gòu)近紅外光電探測器及其制備方法。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：

一種二硒化鎢薄片/氧化銦納米線復(fù)合結(jié)構(gòu)近紅外光電探測器，該近紅外光電探測器包括Si/SiO₂襯底、源電極、漏電極、氧化銦納米線和二硒化鎢薄片；

所述的源電極、漏電極、氧化銦納米線和二硒化鎢薄片均位于Si/SiO₂襯底上，氧化銦納米線的一端與源電極相連，氧化銦納米線的另一端與漏電極相連，二硒化鎢薄片搭在氧化銦納米線上，即二硒化鎢薄片的中間部分位于氧化銦納米線上。

所述的二硒化鎢薄片為感光材料。

所述的氧化銦納米線為導(dǎo)電材料。

所述的源電極和漏電極用于收集氧化銦納米線的電信號。

一種二硒化鎢薄片/氧化銦納米線復(fù)合結(jié)構(gòu)近紅外光電探測器的制備方法，該方法的步驟包括：

(1)采用化學(xué)氣相沉積的方法生長In₂O₃納米線；

(2)將步驟(1)制備的In₂O₃納米線物理轉(zhuǎn)移到一Si/SiO₂襯底上；