[發明專利]一種二維碲和過渡金屬硫化物的PN結型自驅動光電探測器及其制備方法

在審

• 申請號: 202210177350.X
• 申請日: 2022-02-25
• 公開（公告）號: CN114551632A
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發明（設計）人: 張躍;于慧慧;張錚;張先坤;王玉南;曹志宏;高麗;洪孟羽;湯文輝;衛孝福
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: H01L31/109
• 分類號: H01L31/109;H01L31/0296;H01L31/18
• 代理公司: 北京東方盛凡知識產權代理事務所(普通合伙) 11562
• 代理人: 許佳

1.一種二維碲和過渡金屬硫化物的PN結型自驅動光電探測器，其特征在于，包括：二維P型半導體層碲(1)，漏極(2)，二維N型半導體層過渡金屬硫化物(3)，源極(4)，絕緣襯底(5)；其中所述二維P型半導體層碲(1)位于所述絕緣襯底(5)一側的上端，所述漏極(2)位于所述二維P型半導體層碲(1)的上端且與所述二維N型半導體層過渡金屬硫化物(3)不相連，所述二維N型半導體層過渡金屬硫化物(3)位于所述二維P型半導體層碲(1)的上方并向所述絕緣襯底(5)的另一側上端延伸，所述源極(4)位于所述二維N型半導體層過渡金屬硫化物(3)與所述絕緣襯底(5)直接接觸部分的上端。

2.根據權利要求1所述的二維碲和過渡金屬硫化物的PN結型自驅動光電探測器，其特征在于，所述二維P型半導體層碲(1)的厚度為5-15nm。

3.根據權利要求1所述的二維碲和過渡金屬硫化物的PN結型自驅動光電探測器，其特征在于，所述漏極(2)包括鉍、銦、鉻、鈦、鋁或鎳電極，厚度為40-100nm。

4.根據權利要求1所述的二維碲和過渡金屬硫化物的PN結型自驅動光電探測器，其特征在于，所述二維N型半導體層過渡金屬硫化物(3)的厚度0.7-30nm。

5.根據權利要求1所述的二維碲和過渡金屬硫化物的PN結型自驅動光電探測器，其特征在于，所述源極(4)包括金、鈀或鉑電極，厚度為40-100nm。

6.根據權利要求1所述的二維碲和過渡金屬硫化物的PN結型自驅動光電探測器，其特征在于，所述絕緣襯底(5)包括絕緣硅襯底、藍寶石襯底或玻璃襯底。

7.權利要求1-6任一項所述二維碲和過渡金屬硫化物的PN結型自驅動光電探測器的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)利用PDMS撈取分散于水溶液中的二維碲納米片，并將其轉移至所述絕緣襯底(5)上，加熱后移去PDMS，得到所述二維P型半導體層碲(1)；

2)在二維N型半導體層過渡金屬硫化物納米片表面涂一層有機膠，通過有機膠輔助轉移的方式將二維N型半導體層過渡金屬硫化物納米片轉移至所述二維P型半導體層碲(1)，并外延出一部分與所述絕緣襯底(5)接觸，去除有機膠，得到所述二維N型半導體層過渡金屬硫化物(3)；

3)在所述二維N型半導體層過渡金屬硫化物(3)與所述絕緣襯底(5)接觸區域蒸鍍所述源極(4)；

4)在所述二維P型半導體層碲(1)上方蒸鍍所述漏極(2)，即得到二維碲和過渡金屬硫化物PN結型自驅動光電探測器。

8.根據權利要求7所述的制備方法，其特征在于，步驟1)中加熱的溫度為50-100℃，時間為5-10s。

9.根據權利要求7所述的制備方法，其特征在于，步驟2)中所述有機膠包括PPC或PMMA；所述去除有機膠的方式為丙酮溶解。

10.根據權利要求7所述的制備方法，其特征在于，步驟3)和步驟4)中所述蒸鍍包括熱蒸鍍或電子束蒸鍍。