[發(fā)明專利]硒化鉍/碲化鉍超晶格紅外雙波段探測器及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110579522.1
• 申請日: 2021-05-26
• 公開（公告）號: CN113299778B
• 公開（公告）日: 2022-08-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王東博;趙晨晨;王金忠;矯淑杰;曾值;劉雅欣;劉東昊;劉洋洋;張雨琦
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: H01L31/032
• 分類號: H01L31/032;H01L31/102;H01L31/18;C23C14/18;C23C14/35;C23C16/30;C23C28/00
• 代理公司: 哈爾濱龍科專利代理有限公司 23206
• 代理人: 李智慧

1.一種硒化鉍/碲化鉍超晶格紅外雙波段探測器，其特征在于所述探測器包括藍(lán)寶石襯底、Bi₂Se₃層、Bi₂Te₃層和金電極，藍(lán)寶石襯底上生長Bi₂Se₃層，Bi₂Se₃層上生長Bi₂Te₃層，Bi₂Se₃與Bi₂Te₃之間形成Bi₂Se₃/Bi₂Te₃異質(zhì)結(jié)，金電極設(shè)置在Bi₂Se₃層和Bi₂Te₃層上，所述Bi₂Te₃層和Bi₂Se₃層的厚度均為9~10個單原子層，利用9~10單原子層Bi₂Te₃材料和9~10單原子層Bi₂Se₃材料構(gòu)成超晶格，利用超晶格形成微帶，當(dāng)入射光子能量大于等于超晶格間微帶帶隙，實現(xiàn)中波紅外響應(yīng)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硒化鉍/碲化鉍超晶格紅外雙波段探測器，其特征在于所述藍(lán)寶石襯底的厚度2μm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硒化鉍/碲化鉍超晶格紅外雙波段探測器，其特征在于所述金電極分為頂電極和底電極，頂電極設(shè)置在Bi₂Te₃層上，底電極設(shè)置在Bi₂Se₃層上。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的硒化鉍/碲化鉍超晶格紅外雙波段探測器，其特征在于頂電極和底電極連線垂直于Bi₂Se₃層和Bi₂Te₃層交界面，電極之間間距2mm，頂電極距交界面1mm，底電極距交界面1mm。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硒化鉍/碲化鉍超晶格紅外雙波段探測器，其特征在于所述金電極的厚度為50μm。

6.一種權(quán)利要求1-5任一項所述硒化鉍/碲化鉍超晶格紅外雙波段探測器的制備方法，其特征在于所述方法包括如下步驟：

步驟一、在藍(lán)寶石襯底上利用CVD技術(shù)生長Bi₂Te₃層；

步驟二、在生長的Bi₂Se₃層上利用CVD技術(shù)生長Bi₂Te₃層；

步驟三、利用磁控濺射技術(shù)在Bi₂Se₃層和Bi₂Te₃層表面沉積Au電極。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的硒化鉍/碲化鉍超晶格紅外雙波段探測器的制備方法，其特征在于所述步驟一中，CVD工藝如下：（1）使用Bi₂O₃粉末作為Bi源，Se粒作Se源，100~300sccm氬氣、10~30sccm氫氣作為生長載氣，生長設(shè)備使用雙溫區(qū)管式爐，將Bi₂O₃放置在高溫區(qū)，升溫至600~800℃；（2）將Se放置在低溫區(qū)，升溫至200~400℃；（3）采用化學(xué)氣相沉積法在GaN襯底上生長Bi₂Se₃薄膜，控制生長時間為1~3小時。