光电探测器及其制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114464694A(43)申请公布日2022.05.10(21)申请号202210023552.9(22)申请日2022.01.10(71)申请人华南师范大学地址510006广东省广州市番禺区外环西路378号华南师范大学华南先进光电子研究院(72)发明人龙明珠栾佳宏黄莉周国富(74)专利代理机构广州嘉权专利商标事务所有限公司44205专利代理师刘燚(51)Int.Cl.H01L31/0336(2006.01)H01L31/109(2006.01)H01L31/18(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图4页(54)发明名称光电探测器及其制备方法(57)摘要本发明公开了光电探测器及其制备方法，该光电探测器包括绝缘衬底；第一电极和第二电极，第一电极和第二电极相互间隔设置在绝缘衬底上；锡掺杂氧化钼/硅异质结结构，锡掺杂氧化钼/硅异质结结构连接第一电极和第二电极，锡掺杂氧化钼/硅异质结结构为锡掺杂氧化钼层和硅层形成的异质结。根据本申请实施例的光电探测器，至少具有如下有益效果：本方案所提供的光电探测器通过锡掺杂氧化钼在其中引入杂化能级，实现红外光的高吸收率，并且将掺杂后的氧化钼进一步和硅形成具有理想界面的二维材料异质结，锡掺杂氧化钼/硅异质结界面可以形成内建电场，有效分离光生电子空穴对，从而使得近红外光电探测器具备超快的响应时间。CN114464694ACN114464694A权利要求书1/1页1.光电探测器，其特征在于，包括：绝缘衬底；第一电极和第二电极，所述第一电极和所述第二电极相互间隔设置在所述绝缘衬底上；锡掺杂氧化钼/硅异质结结构，所述锡掺杂氧化钼/硅异质结结构连接所述第一电极和所述第二电极，所述锡掺杂氧化钼/硅异质结结构为锡掺杂氧化钼层和硅层形成的异质结。2.根据权利要求1所述的光电探测器，其特征在于，所述绝缘衬底上包括依次搭接的所述第一电极、所述硅层、所述锡掺杂氧化钼层和所述第二电极。3.根据权利要求1至2任一项所述的光电探测器，其特征在于，所述硅层为多层单晶硅；优选的，所述硅层的厚度为30～300nm。4.根据权利要求1至2任一项所述的光电探测器，其特征在于，所述锡掺杂氧化钼层为多层单晶锡掺杂氧化钼；优选的，所述锡掺杂氧化钼层的层数为2～100层。5.根据权利要求1至2任一项所述的光电探测器，其特征在于，所述第一电极和所述第二电极为金属电极。6.权利要求1至5任一项所述的光电探测器的制备方法，其特征在于，所述锡掺杂氧化钼层由热蒸发蒸镀技术制备得到；优选的，所述热蒸发蒸镀的步骤为：将氧化钼和亚锡盐的粉末混匀后采用先慢速蒸镀再快速蒸镀的方法完成蒸镀，所述慢速蒸镀的蒸镀速度为0.1～0.5nm/s，所述快速蒸镀的蒸镀速度为0.5～2nm/s；优选的，所述慢速蒸镀的蒸镀时间为60～200s；优选的，快速蒸镀完成后得到的锡掺杂氧化钼层的厚度为200～500nm。7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：通过热蒸发蒸镀技术制备锡掺杂氧化钼层；将所述锡掺杂氧化钼层转移到绝缘衬底的硅层上，形成锡掺杂氧化钼/硅异质结结构；在所述锡掺杂氧化钼/硅异质结结构的表面设置第一电极和第二电极。8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述绝缘衬底上的所述硅层经反应离子刻蚀得到；优选的，所述反应离子刻蚀采用包含三氟乙烷、六氟化硫中的至少一种气体进行处理；优选的，刻蚀功率为100～350W；优选的，气体流量为15～25scm；优选的，刻蚀时间为30～90s。9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，将所述锡掺杂氧化钼层转移到所述硅层的转移温度为25℃以下。10.根据权利要求7至9任一项所述的制备方法，其特征在于，在所述锡掺杂氧化钼/硅异质结结构的表面设置第一电极和第二电极的方法为：将金属材料蒸镀到所述绝缘衬底上形成所述第一电极和所述第二电极。2CN114464694A说明书1/6页光电探测器及其制备方法技术领域[0001]本申请涉及半导体光电器件技术领域，尤其是涉及光电探测器及其制备方法。背景技术[0002]二维材料是一大类材料的统称，与传统的光电材料相比，二维材料具有很多优异且奇特的性质，比如超薄的原子层厚度、随厚度可调的带隙结构、优异且各向异性的光电性质，基于二维材料的光电器件已得到了大量研究。其中，层状的二维氧化钼(α‑氧化钼)作为一种宽带隙半导体材料，在光电设备中占有重要的地位和应用。其本征宽带隙的结构将其光谱范围限定在紫外波段，无法实现对近红外波段光的检测，但可以通过掺入杂质能级来实现对红外波长区域的光吸收，因而基于掺杂氧化钼制备的红外光电探测器引起了广泛的研究兴趣。其中，通过锡掺杂二维氧化钼引入杂质能级，能够实现对红外区域的高光吸收率，同时提高其