[發明專利]一種場操控可調的光電靈敏性探測器件、制備方法及其應用

在審

• 申請號: 202210307309.X
• 申請日: 2022-03-25
• 公開（公告）號: CN115939229A
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 施超凡;張拾;劉昌龍;章鄭揚;楊程森;李冠海;陳效雙
• 申請（專利權）人: 國科大杭州高等研究院
• 主分類號: H01L31/0224
• 分類號: H01L31/0224;H01L31/032;H01L31/0352;H01L31/10;H01L31/18
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務所有限公司 33100
• 代理人: 鄧世鳳

本發明提供一種場操控可調的光電靈敏性探測器件、制備方法及其應用，覆蓋有二氧化硅的硅襯底上通過干法轉移二硫化鎢納米片，二硫化鎢納米片上制備場操控電極，兩端制備源漏電極，二硫化鎢納米片用作場操控電極和兩端源漏電極的光敏導電溝道，施加電壓至場操控電極和源漏電極，通過非對稱的電場增大光響應電流、降低暗電流。本發明提供了一種提高探測器的響應率的一種場操控可調的光電靈敏性探測器件、制備方法及其應用。

技術領域

本發明涉及光電探測器件技術領域，尤其是一種場操控可調的光電靈敏性探測器件、制備方法及其應用。

背景技術

光電探測器是一種能將光學信號轉換成電學信號的光電器件，是光電系統中的“眼睛”，被廣泛應用于視頻成像、光通信、夜視儀、醫學影像等領域。在過去的十幾年中，二維材料成為了光電探測器的理想材料和研究重點，主要原因包括：二維材料種類繁多，帶隙范圍可調，基于二維材料的光電探測器可以實現從紫外光到太赫茲波段的寬光譜探測；二維材料的制備不受晶格匹配的約束，制備手段簡易低廉，最常見的方法是機械剝離法，世界上第一個單層石墨烯就是利用此法制備出來的；一般來說，二維材料的載流子遷移率比體材料的更高，它們能與外界光發生強烈的相互作用，可以達到高響應率的目的。

目前已經商用化的光電探測器主要由硅、碲鎘汞、銦鎵砷等半導體材料制備而成，而這些傳統探測器往往存在器件體積大、具有毒性、工作溫度低以及生產工藝復雜等缺陷。

因此，如何解決二維材料的光吸收能力較差，光響應電流較低的問題，成為本領域技術人員亟待解決的技術問題。

發明內容

為了解決上述問題，本發明的第一個目的在于，提供一種提高探測器的響應率的一種場操控可調的光電靈敏性探測器件。

為此，本發明的上述目的通過以下技術方案實現：

一種場操控可調的光電靈敏性探測器件，其特征在于：覆蓋有二氧化硅的硅襯底上通過干法轉移二硫化鎢納米片，二硫化鎢納米片上制備場操控電極，兩端制備源漏電極，二硫化鎢納米片用作場操控電極和兩端源漏電極的光敏導電溝道，施加電壓至場操控電極和源漏電極，通過非對稱的電場增大光響應電流、降低暗電流。

在采用上述技術方案的同時，本發明還可以采用或者組合采用如下技術方案：

作為本發明的優選技術方案：二硫化鎢納米片上干法轉移氮化硼納米片，氮化硼納米片之上制備場操控電極。

作為本發明的優選技術方案：所述的氮化硼納米片的長度約為10～14μm，寬度約為4～9μm，厚度約為10～45nm；

作為本發明的優選技術方案：覆蓋有二氧化硅的硅襯底的厚度約為0.8～1mm；

所述的二硫化鎢納米片的長度約為12～15μm，寬度約為4～7μm；

所述的源漏電極材質為金，厚度約為80～100nm；

所述的場操控電極材質為金，其線寬約為1～2μm，厚度約為80～100nm；

所述的二硫化鎢納米片的導電溝道長度約為12～15μm，遷移率約為30～50cm²V^-1s^-1。

本發明的第二個目的在于，提供一種提高探測器的響應率的一種場操控可調的光電靈敏性探測器件的制備方法。

為此，本發明的上述目的通過以下技術方案實現：

所述的場操控可調的光電靈敏性探測器件的制備方法，其特征在于：

S1，將覆蓋有二氧化硅的硅襯底進行表面清洗,將所述襯底切割成大小為1cm×1cm的樣品；