[發明專利]硒化鎢基范德華異質結的紅外光電探測器及其制備方法

在審

• 申請號: 202110863515.4
• 申請日: 2021-07-29
• 公開（公告）號: CN113594276A
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發明（設計）人: 張栩朝;曲英杰
• 申請（專利權）人: 蘇州元燁微電子科技有限公司
• 主分類號: H01L31/032
• 分類號: H01L31/032;H01L31/101;H01L31/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.硒化鎢基范德華異質結的紅外光電探測器，包括Si襯底(1)、SiO₂襯底(2)、二維WSe₂/TMDCs異質結器件(3)、兩個Au電極(4)和導線(5)，其特征在于，所述SiO₂襯底(2)設置于Si襯底(1)的頂端，所述二維WSe₂/TMDCs異質結器件(3)設置于SiO₂襯底(2)的頂端，兩個所述Au電極(4)分別設置于二維WSe₂/TMDCs異質結器件(3)，兩個所述導線(5)分別于兩個Au電極(4)相連接。

2.根據權利要求1所述的硒化鎢基范德華異質結的紅外光電探測器，其特征在于，所述二維WSe₂/TMDCs異質結器件(3)為U型結構。

3.根據權利要求1所述的硒化鎢基范德華異質結的紅外光電探測器，其特征在于，所述導線(5)為導電材料。

4.根據權利要求1所述的硒化鎢基范德華異質結的紅外光電探測器，其特征在于，所述導線(5)用于傳輸Au電極(4)的電信號。

5.硒化鎢基范德華異質結的紅外光電探測器的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟一：分析現有的TMDC材料的能帶結構、電學特性和光響應特性，通過計算研究二維WSe₂/TMDCs異質結構建過程中的堆疊方式和垂直應力對器件性能的影響，TMDCs代表過渡金屬硫化物，是一類具有相似結構的二維半導體材料；

步驟二：利用機械剝離的方式獲取不同厚度的TMDCs材料；

步驟三：將不同厚度的TMDCs材料轉移至SiO₂襯底(2)上；

步驟四：將WSe₂樣品與SiO₂襯底(2)上的TMDCs材料接觸，制作出異質結；

步驟五：用EBL光刻定義電極圖案，蒸發金屬電極，制作出二維WSe₂/TMDCs異質結器件(3)；

步驟六：對制作出的二維WSe₂/TMDCs異質結器件(3)的進行測試。

6.根據權利要求5所述的硒化鎢基范德華異質結的紅外光電探測器的制備方法，其特征在于，所述步驟一中，計算的原理包括密度泛函理論分析和第一性原理。

7.根據權利要求5所述的硒化鎢基范德華異質結的紅外光電探測器的制備方法，其特征在于，所述步驟四中，將WSe₂樣品與SiO₂襯底(2)上的TMDCs材料接觸的具體方法為：將帶有WSe₂樣品的膠帶貼到PDMS上并固定至轉移設備上，通過顯微鏡觀察調制位置和角度，緩慢降低使WSe₂樣品與SiO₂襯底(2)上的TMDCs材料接觸。

8.根據權利要求5所述的硒化鎢基范德華異質結的紅外光電探測器的制備方法，其特征在于，所述步驟五中，蒸發金屬電極的方式包括電子束蒸發和熱蒸發。

9.根據權利要求5所述的硒化鎢基范德華異質結的紅外光電探測器的制備方法，其特征在于，所述步驟六中，對制作出的二維WSe₂/TMDCs異質結器件(3)的進行測試的具體方法為：測試出二維WSe₂/TMDCs異質結器件(3)的拉曼光譜和PL光譜，對比WSe₂、TMDCs和二維WSe₂/TMDCs異質結器件(3)的拉曼光譜和PL光譜；利用開爾文探針力顯微鏡，通過定量分析異質結表面勢的變化對二維WSe₂/TMDCs異質結器件(3)中的電荷轉移進行分析；利用微波射頻分析測量平臺測試器件的電學性能，然后分別測量器件在暗態和不同波段的光電響應，對比測量結果并進行分析。