[發明專利]基于單晶硅納米膜/石墨烯的柔性光電探測器及制備方法

有效

• 申請號: 201911405518.2
• 申請日: 2019-12-30
• 公開（公告）號: CN111180540B
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發明（設計）人: 呂朝鋒;陸明;徐楊;茅仁偉;劉粒祥
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: H01L31/0392
• 分類號: H01L31/0392;H01L31/028;H01L31/0352;H01L31/108;H01L31/18;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 賈玉霞

1.一種基于單晶硅納米膜/石墨烯的柔性光電探測器，其特征在于，它由柔性襯底、兩根金屬互連導線、單晶硅納米薄膜、石墨烯以及頂層柔性封裝層組成，其中一根金屬互連導線與單晶硅納米薄膜接觸處形成一個金屬接觸電極，另一根金屬互連導線與石墨烯形成另一個金屬接觸電極，所述的納米薄膜與石墨烯有一交疊區域，形成單晶硅/石墨烯肖特基異質結；肖特基異質結處產生的信號分別通過兩個金屬接觸電極引出；所述的金屬互連導線末端的頂層柔性封裝層被刻蝕掉，裸露出金屬互連導線，將信號與外接電路相連。

2.根據權利要求1所述的基于單晶硅納米膜/石墨烯的柔性光電探測器，其特征在于，所述單晶硅納米薄膜厚度為100nm~300nm，所述的金屬接觸電極的厚度為30nm~100nm。

3.根據權利要求1所述的基于單晶硅納米膜/石墨烯的柔性光電探測器，其特征在于，所述單晶硅納米薄膜從絕緣體上硅剝離而得，且為多孔結構。

4.根據權利要求1所述的基于單晶硅納米膜/石墨烯的柔性光電探測器，其特征在于，所述單晶硅納米薄膜通過濕法轉印的方法轉印到所述的柔性襯底上的金屬接觸電極處。

5.根據權利要求1所述的基于單晶硅納米膜/石墨烯的柔性光電探測器，其特征在于，所述的柔性襯底和頂層柔性封裝層均由聚酰亞胺制成。

6.一種如權利要求1所述的柔性光電探測器的制備方法，其特征在于，該方法具體包括如下步驟：

S1:在基底上旋涂柔性襯底材料，使其固化，形成柔性襯底；

S2：在所述的柔性襯底光刻顯影金屬互連導線圖案；

S3：電子束蒸發金屬，洗去光刻膠，形成金屬互連導線；

S4：通過濕法轉印的方法轉印單晶硅納米薄膜至襯底金屬互連導線一端；

S5：光刻顯影單晶硅納米薄膜圖案，刻蝕完全裸露的單晶硅，得到特定位置處特定尺寸的單晶硅納米薄膜；

S6：轉印石墨烯至襯底另一金屬互連導線一端，光刻顯影石墨烯圖案；

S7：完全刻蝕裸露的石墨烯，得到特定位置處特定尺寸的石墨烯；

S8：旋涂柔性封裝層材料，使其固化，對制作好的器件進行封裝；

S9：光刻顯影所述的柔性襯底及柔性封裝層材料刻蝕阻擋層圖案，電子束蒸發金屬，形成刻蝕阻擋層圖案；

S10；刻蝕未被刻蝕阻擋層遮擋的柔性襯底及柔性封裝層材料，把刻蝕好的器件放入刻蝕液中，刻蝕掉底部的基板，得到柔性光電探測器。

7.根據權利要求6所述的柔性光電探測器的制備方法，其特征在于，所述的柔性襯底及柔性封裝層材料為聚酰亞胺，所述的基板為玻璃。

8.根據權利要求6所述的柔性光電探測器的制備方法，其特征在于，所述的金屬互連導線由Cr和Au組成，所述的S3中電子束蒸發時，先蒸Cr，后蒸Au。

9.根據權利要求6所述的柔性光電探測器的制備方法，其特征在于，所述的S9中的刻蝕阻擋層由Al制成。

10.根據權利要求6所述的柔性光電探測器的制備方法，其特征在于，所述的刻蝕液為緩沖氧化物刻蝕液。