[發明專利]一種外爾半金屬異質結紅外探測器及其制備方法

有效

• 申請號: 201710883262.0
• 申請日: 2017-09-26
• 公開（公告）號: CN107706265B
• 公開（公告）日: 2019-04-05
• 發明（設計）人: 于永強;李智;盧志堅;許克偉;耿祥順;羅林保;吳春艷
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: H01L31/109
• 分類號: H01L31/109;H01L31/112;H01L31/18
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責任公司 34101
• 代理人: 盧敏

1.一種外爾半金屬異質結紅外探測器的制備方法，其特征在于：

所述的外爾半金屬異質結紅外探測器是在絕緣襯底(6)上表面設置有底電極(5)；在所述底電極(5)的上表面設置有掩膜層(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、位于所述底電極(5)上表面沉積有下層半導體材料(3)；在所述掩膜層(4)的通孔內、位于所述下層半導體材料(3)上沉積有上層外爾半金屬材料(2)；所述下層半導體材料(3)與所述上層外爾半金屬材料(2)形成范德瓦耳斯異質結；在所述掩膜層(4)上方設置有頂電極(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結紅外探測器的制備方法，包括以下步驟：

a、通過電子束濺射技術在絕緣襯底(6)的上表面蒸鍍底電極(5)；

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

c、采用脈沖激光沉積或磁控濺射在所述掩膜層(4)的通孔內沉積下層半導體材料(3)，所述底電極(5)與所述下層半導體材料(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體材料(3)上外延上層外爾半金屬材料(2)；所述下層半導體材料(3)與所述上層外爾半金屬材料(2)形成范德瓦耳斯異質結；

d、將頂電極(1)設置在所述掩膜層(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結紅外探測器的制備。

2.根據權利要求1所述的外爾半金屬異質結紅外探測器的制備方法，其特征在于：所述下層半導體材料(3)為MoSe₂或MoS₂，所述上層外爾半金屬材料(2)為MoTe₂。

3.根據權利要求1所述的外爾半金屬異質結紅外探測器的制備方法，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.根據權利要求1所述的外爾半金屬異質結紅外探測器的制備方法，其特征在于：所述頂電極(1)為貴金屬電極或石墨烯電極。

5.根據權利要求1所述的外爾半金屬異質結紅外探測器的制備方法，其特征在于：步驟c中通過脈沖激光沉積制備下層半導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℃、沉積時間為5～30分鐘。