[發明專利]電場調節的Ge基雙異質結深紫外-近紅外雙波段光電探測器及其制備方法

有效

• 申請號: 202110732481.5
• 申請日: 2021-06-30
• 公開（公告）號: CN113257945B
• 公開（公告）日: 2022-06-07
• 發明（設計）人: 謝超;梁毅;楊文華;黃志祥
• 申請（專利權）人: 安徽大學
• 主分類號: H01L31/11
• 分類號: H01L31/11;H01L31/18;H01L31/0264
• 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.電場調節的Ge基雙異質結深紫外-近紅外雙波段光電探測器，其特征在于：所述深紫外-近紅外雙波段光電探測器是以n-型Ge基底(2)作為所述光電探測器的基區，在所述n-型Ge基底(2)的下表面設置n-型Ge基底電極(1)；在所述n-型Ge基底(2)的上表面覆蓋絕緣層(3)，所述絕緣層(3)的面積為所述n-型Ge基底(2)面積的1/4到1/2，所述絕緣層(3)的邊界不超出所述n-型Ge基底(2)的邊界；在所述絕緣層(3)上覆蓋PdTe₂接觸電極(4)，所述PdTe₂接觸電極(4)的邊界不超出所述絕緣層(3)的邊界；在所述PdTe₂接觸電極(4)上鋪設PdTe₂薄膜(5)，所述PdTe₂薄膜(5)一部分與PdTe₂接觸電極(4)接觸，剩余部分與n-型Ge基底(2)上表面未覆蓋絕緣層(3)的部分接觸，所述PdTe₂薄膜(5)的邊界不超出所述n-型Ge基底(2)的邊界；所述PdTe₂薄膜(5)與PdTe₂接觸電極(4)為歐姆接觸，所述PdTe₂薄膜(5)與n-型Ge基底(2)形成異質結；在所述PdTe₂薄膜(5)上鋪設Cs₃Cu₂I₅薄膜(6)，所述Cs₃Cu₂I₅薄膜(6)的邊界不超出所述PdTe₂薄膜(5)的邊界；所述Cs₃Cu₂I₅薄膜(6)與PdTe₂薄膜(5)形成異質結。

2.根據權利要求1所述的深紫外-近紅外雙波段光電探測器，其特征在于：所述絕緣層(3)以二氧化硅、氮化硅、氧化鋁或者氧化鉿為材料，所述絕緣層(3)的厚度為50-300nm。

3.根據權利要求1所述的深紫外-近紅外雙波段光電探測器，其特征在于：所述n-型Ge基底電極(1)為In-Ga合金電極或者Ag電極，所述n-型Ge基底電極(1)的厚度為30-300nm。

4.根據權利要求1所述的深紫外-近紅外雙波段光電探測器，其特征在于：所述PdTe₂接觸電極(4)為Au電極、Pt電極或Pd電極，所述PdTe₂接觸電極(4)的厚度為50-300nm。

5.根據權利要求1所述的深紫外-近紅外雙波段光電探測器，其特征在于：所述n-型Ge基底(2)采用厚度為200-500μm、電阻率為0.1-6Ω/cm的n-型輕摻雜Ge片。

6.根據權利要求1所述的深紫外-近紅外雙波段光電探測器，其特征在于：所述PdTe₂薄膜(5)的厚度為20-80nm。

7.根據權利要求1所述的深紫外-近紅外雙波段光電探測器，其特征在于：所述Cs₃Cu₂I₅薄膜(6)的厚度為200-800nm。

8.一種權利要求1～7中任意一項所述深紫外-近紅外雙波段光電探測器的制備方法，其特征在于，按如下步驟進行：

(1)、將n-型輕摻雜Ge片放在質量濃度為30％-60％的鹽酸溶液中刻蝕1-2小時，去除n-型輕摻雜Ge片表面的自然氧化層，取出后進行清洗并干燥，得到n-型Ge基底；

(2)采用磁控濺射鍍膜方法在所述n-型Ge基底的上表面覆蓋面積為所述n-型Ge基底面積的1/4到1/2的絕緣層；

(3)采用電子束鍍膜方法在所述絕緣層上覆蓋PdTe₂接觸電極，所述PdTe₂接觸電極的邊界不超出所述絕緣層的邊界；

(4)在所述PdTe₂接觸電極上鋪設PdTe₂薄膜，所述PdTe₂薄膜一部分與PdTe₂接觸電極接觸，剩余部分與n-型Ge基底上表面未覆蓋絕緣層的部分接觸，所述PdTe₂薄膜的邊界不超出所述n-型Ge基底的邊界；

(5)在所述PdTe₂薄膜上旋涂Cs₃Cu₂I₅薄膜，所述Cs₃Cu₂I₅薄膜與PdTe₂薄膜接觸，所述Cs₃Cu₂I₅薄膜的邊界不超出所述PdTe₂薄膜的邊界；

(6)采用涂抹或電子束鍍膜方法在所述n-型Ge基底的下表面設置n-型Ge基底電極，即獲得電場調節的Ge基雙異質結深紫外-近紅外雙波段光電探測器。