[發(fā)明專(zhuān)利]基于二維碲化鉑納米薄膜與硅的自驅(qū)動(dòng)肖特基結(jié)型超寬波段光電探測(cè)器及其制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011162898.4
• 申請(qǐng)日: 2020-10-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112310238A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-02-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曾龍輝;梁鳳霞
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 合肥工業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H01L31/108
• 分類(lèi)號(hào): H01L31/108;H01L31/032;H01L31/0392;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.基于二維碲化鉑納米薄膜與硅的自驅(qū)動(dòng)肖特基結(jié)型超寬波段光電探測(cè)器，其特征在于：所述超寬波段光電探測(cè)器是在Si基底上生長(zhǎng)有二維PtTe₂納米薄膜，Si與PtTe₂形成肖特基結(jié)，從而構(gòu)建成為自驅(qū)動(dòng)肖特基結(jié)型超寬波段光電探測(cè)器。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超寬波段光電探測(cè)器，其特征在于：以n型Si作為基底，在所述Si基底(1)上表面的局部區(qū)域設(shè)置有絕緣層(2)；在所述Si基底(1)上表面生長(zhǎng)有二維PtTe₂納米薄膜(3)，所述二維PtTe₂納米薄膜(3)一部分位于絕緣層(2)上、剩余部分位于未設(shè)置絕緣層的Si基底上；在位于所述絕緣層(2)上方的二維PtTe₂納米薄膜上設(shè)置有與二維PtTe₂納米薄膜呈歐姆接觸的第一金屬電極(4)，且所述第一金屬電極(4)不超出所述絕緣層的區(qū)域；在所述Si基底(1)的下表面設(shè)置有與所述Si基底呈歐姆接觸的第二金屬電極(5)；

所述Si基底(1)與所述二維PtTe₂納米薄膜(3)之間形成肖特基結(jié)，并以所述第一金屬電極(4)和所述第二金屬電極(5)作為兩輸出級(jí)，構(gòu)筑成為自驅(qū)動(dòng)肖特基結(jié)型超寬波段光電探測(cè)器。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的自驅(qū)動(dòng)肖特基結(jié)型超寬波段光電探測(cè)器，其特征在于：所述超寬波段光電探測(cè)器的響應(yīng)波段在200nm-10.6μm。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自驅(qū)動(dòng)肖特基結(jié)型超寬波段光電探測(cè)器，其特征在于：所述n型Si的電阻率為1-10⁸Ω·cm。

5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的自驅(qū)動(dòng)肖特基結(jié)型超寬波段光電探測(cè)器，其特征在于：所述二維PtTe₂納米薄膜的厚度在1.7～100nm。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自驅(qū)動(dòng)肖特基結(jié)型超寬波段光電探測(cè)器，其特征在于：所述絕緣層為SiO₂，厚度為100-300nm。

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自驅(qū)動(dòng)肖特基結(jié)型超寬波段光電探測(cè)器，其特征在于：所述第一金屬電極(4)與所述第二金屬電極(5)各自獨(dú)立的選自是金、銀、鉑、鈀、鋁、銦、銅、鈦或銦鎵合金電極。

8.一種權(quán)利要求1～7中任意一項(xiàng)所述的自驅(qū)動(dòng)肖特基結(jié)型超寬波段光電探測(cè)器的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1、將氧化硅片清洗后，對(duì)不需刻蝕的區(qū)域進(jìn)行掩模，然后放入BOE刻蝕液中刻蝕，去除表面部分區(qū)域的SiO₂絕緣層，形成上表面的局部區(qū)域設(shè)置有絕緣層的Si基底；

步驟2、先在Si基底上通過(guò)磁控濺射技術(shù)蒸鍍鉑薄膜，然后通過(guò)化學(xué)氣相沉積方法將鉑薄膜轉(zhuǎn)變?yōu)槎SPtTe₂納米薄膜；

步驟3、通過(guò)熱蒸發(fā)、電子束鍍膜、磁控濺射鍍膜或涂抹的方法在二維PtTe₂納米薄膜上制備第一金屬電極、在Si基底的下表面制備第二金屬電極，即完成自驅(qū)動(dòng)肖特基結(jié)型超寬波段光電探測(cè)器的制備。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于，步驟2的具體方法為：

首先利用磁控濺射鍍膜設(shè)備在Si基底上蒸鍍厚度為0.5-50nm的鉑薄膜；

然后將鍍有鉑薄膜的基底放入管式爐的中心溫區(qū)，將盛有碲粉的瓷舟放在基底的前端，并將管內(nèi)抽成真空狀態(tài)；

再向管內(nèi)通入氬氫混合氣，將中心溫區(qū)加熱升溫至460-500℃，利用中心溫區(qū)的余熱將前端碲粉蒸發(fā)出來(lái)，保溫90分鐘，即獲得二維PtTe₂納米薄膜。