[發明專利]高敏感度中紅外光電探測器及其制備方法

在審

• 申請號: 201811243151.4
• 申請日: 2018-10-24
• 公開（公告）號: CN109473506A
• 公開（公告）日: 2019-03-15
• 發明（設計）人: 狄增峰;劉冠宇;楊悅昆;張苗;薛忠營
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海微系統與信息技術研究所
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18;H01L31/028;H01L31/0304;H01L31/0352;H01L31/09;B82Y30/00
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 余明偉

1.一種高敏感度中紅外光電探測器的制備方法，其特征在于，所述高敏感度中紅外光電探測器的制備方法包括如下步驟：

1)提供一基底；

2)于所述基底的上表面形成石墨烯層；

3)于所述石墨烯層的上表面形成量子點；

4)于形成有所述量子點的所述石墨烯層上表面形成第一電極及第二電極，所述第一電極與所述第二電極之間具有導通溝道區域；

5)去除所述導通溝道區域之外裸露的所述量子點及所述導通溝道區域之外裸露的所述石墨烯層，并保留位于所述導通溝道區域內的所述量子點及所述石墨烯層。

2.根據權利要求1所述的高敏感度中紅外光電探測器的制備方法，其特征在于，步驟1)中提供的所述基底包括鍺基底。

3.根據權利要求1所述的高敏感度中紅外光電探測器的制備方法，其特征在于，步驟2)中，采用化學氣相沉積工藝于所述基底的上表面形成所述石墨烯層，所述石墨烯層包括單原子層石墨烯層。

4.根據權利要求1所述的高敏感度中紅外光電探測器的制備方法，其特征在于，步驟3)中，采用分子束外延工藝于所述石墨烯層的上表面生長砷化銦量子點，所述砷化銦量子點的密度為50個/平方微米～70個/平方微米，所述砷化銦量子點的直徑為50nm～100nm，所述砷化銦量子點的高度為10nm～30nm。

5.根據權利要求4所述的高敏感度中紅外光電探測器的制備方法，其特征在于，步驟3)中，所述砷化銦量子點的生長溫度為300℃～500℃，銦的生長時間為10s～20s，砷的生長時間為200s～400s。

6.根據權利要求1所述的高敏感度中紅外光電探測器的制備方法，其特征在于，步驟4)包括如下步驟：

4-1)于形成有所述量子點的所述石墨烯層上表面旋涂第一光刻膠層，并采用光刻工藝將所述第一光刻膠層進行圖形化，以于所述第一光刻膠層內形成定義出所述第一電極和所述第二電極的電極圖形；

4-2)于所述電極圖形處形成所述第一電極及所述第二電極，并去除所述第一光刻膠層。

7.根據權利要求6所述的高敏感度中紅外光電探測器的制備方法，其特征在于，步驟4-2)包括如下步驟：

4-2-1)于所述電極圖形處形成黏附層；

4-2-2)于所述黏附層上沉積金屬以形成所述第一電極及所述第二電極。

8.根據權利要求7所述的高敏感度中紅外光電探測器的制備方法，其特征在于，步驟4-2-1)中，采用電子束蒸發工藝于所述電極圖形處沉積金屬鈦或金屬鉻以形成黏附層；步驟4-2-2)中，采用電子束蒸發工藝于所述黏附層上沉積金屬金以形成所述第一電極及所述第二電極。

9.根據權利要求1所述的高敏感度中紅外光電探測器的制備方法，其特征在于，步驟5)包括如下步驟：

5-1)于步驟4)所得結構的上表面旋涂第二光刻膠層，并采用光刻工藝對所述第二光刻膠層進行圖形化處理，以于所述導通溝道區域處形成刻蝕阻擋層；

5-2)依據所述刻蝕阻擋層刻蝕所述量子點及所述石墨烯層，以去除所述導通溝道區域之外裸露的所述量子點及所述導通溝道區域之外裸露的所述石墨烯層；

5-3)去除所述刻蝕阻擋層。

10.根據權利要求9所述的高敏感度中紅外光電探測器的制備方法，其特征在于，步驟5-2)中，采用感應耦合等離子體工藝刻蝕所述量子點及所述石墨烯層，刻蝕氣體氧氣，刻蝕氣體的流量為10sccm～25sccm，刻蝕反應腔室內的射頻功率為10W～30W，感應耦合等離子體的功率為2000W～2500W，刻蝕時間為30s～50s。