[發(fā)明專(zhuān)利]一種外爾半金屬異質(zhì)結(jié)紅外探測(cè)器及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710883262.0
• 申請(qǐng)日: 2017-09-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107706265B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-04-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 于永強(qiáng);李智;盧志堅(jiān);許克偉;耿祥順;羅林保;吳春艷
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 合肥工業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H01L31/109
• 分類(lèi)號(hào): H01L31/109;H01L31/112;H01L31/18
• 代理公司: 安徽省合肥新安專(zhuān)利代理有限責(zé)任公司 34101
• 代理人: 盧敏

1.一種外爾半金屬異質(zhì)結(jié)紅外探測(cè)器的制備方法，其特征在于：

所述的外爾半金屬異質(zhì)結(jié)紅外探測(cè)器是在絕緣襯底(6)上表面設(shè)置有底電極(5)；在所述底電極(5)的上表面設(shè)置有掩膜層(4)，所述掩膜層為絕緣材料，在所述掩膜層(4)的中心處留有一與所述底電極(5)相連通的通孔；在所述掩膜層(4)的通孔內(nèi)、位于所述底電極(5)上表面沉積有下層半導(dǎo)體材料(3)；在所述掩膜層(4)的通孔內(nèi)、位于所述下層半導(dǎo)體材料(3)上沉積有上層外爾半金屬材料(2)；所述下層半導(dǎo)體材料(3)與所述上層外爾半金屬材料(2)形成范德瓦耳斯異質(zhì)結(jié)；在所述掩膜層(4)上方設(shè)置有頂電極(1)，所述頂電極(1)完全覆蓋通孔且不超出掩膜層(4)的邊界；所述底電極(5)與所述下層半導(dǎo)體材料(3)之間、所述頂電極(1)與所述上層外爾半金屬材料(2)之間皆形成歐姆接觸；

所述外爾半金屬異質(zhì)結(jié)紅外探測(cè)器的制備方法，包括以下步驟：

a、通過(guò)電子束濺射技術(shù)在絕緣襯底(6)的上表面蒸鍍底電極(5)；

b、在所述底電極(5)的上表面通過(guò)磁控濺射或脈沖激光沉積技術(shù)沉積絕緣材料，形成中央預(yù)留有通孔的掩膜層(4)；

c、采用脈沖激光沉積或磁控濺射在所述掩膜層(4)的通孔內(nèi)沉積下層半導(dǎo)體材料(3)，所述底電極(5)與所述下層半導(dǎo)體材料(3)之間形成歐姆接觸；

再采用脈沖激光沉積或磁控濺射在所述下層半導(dǎo)體材料(3)上外延上層外爾半金屬材料(2)；所述下層半導(dǎo)體材料(3)與所述上層外爾半金屬材料(2)形成范德瓦耳斯異質(zhì)結(jié)；

d、將頂電極(1)設(shè)置在所述掩膜層(4)上，使頂電極(1)不超出所述掩膜層(4)的邊界且完全覆蓋通孔；所述頂電極(1)與所述上層外爾半金屬材料(2)之間形成歐姆接觸，即完成外爾半金屬異質(zhì)結(jié)紅外探測(cè)器的制備。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外爾半金屬異質(zhì)結(jié)紅外探測(cè)器的制備方法，其特征在于：所述下層半導(dǎo)體材料(3)為MoSe₂或MoS₂，所述上層外爾半金屬材料(2)為MoTe₂。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外爾半金屬異質(zhì)結(jié)紅外探測(cè)器的制備方法，其特征在于：所述底電極(5)為Au電極、Ti/Au電極、In/Ga電極或Ag電極；所述底電極(5)的厚度為20nm-300nm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外爾半金屬異質(zhì)結(jié)紅外探測(cè)器的制備方法，其特征在于：所述頂電極(1)為貴金屬電極或石墨烯電極。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外爾半金屬異質(zhì)結(jié)紅外探測(cè)器的制備方法，其特征在于：步驟c中通過(guò)脈沖激光沉積制備下層半導(dǎo)體材料與上層外爾半金屬材料的工藝條件為：激光功率40～500mJ、激光波長(zhǎng)為248nm、脈沖頻率為1～20Hz、氣壓為0.1～10^-5Pa、加熱溫度為400℃、沉積時(shí)間為5～30分鐘。