一种红外探测器及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112071927A(43)申请公布日2020.12.11(21)申请号202010875018.1B82Y40/00(2011.01)(22)申请日2020.08.27G02B5/00(2006.01)(71)申请人深圳市奥伦德元器件有限公司地址518100广东省深圳市龙岗区龙城街道黄阁路天安数码创业园1号厂房B座3楼(72)发明人杨为家邱晨吴质朴何畏(74)专利代理机构广州嘉权专利商标事务所有限公司44205代理人孙浩(51)Int.Cl.H01L31/0352(2006.01)H01L31/109(2006.01)H01L31/18(2006.01)B82Y30/00(2011.01)权利要求书2页说明书6页附图3页(54)发明名称一种红外探测器及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种红外探测器及其制备方法，包括：从下至上依次设置的衬底、石墨烯层、量子点层以及叉指电极；量子点层包括由硫化铅形成的内核和由金形成的壳层，壳层包裹于内核表面，叉指电极镀接在壳层表面。金属金与半导体硫化铅的混合纳米结构(即量子点层)能够提高器件光电转换效率，并且能够显著增强器件的光探测性能。CN112071927ACN112071927A权利要求书1/2页1.一种红外探测器，其特征在于，包括：从下至上依次设置的衬底、石墨烯层、量子点层以及叉指电极；所述量子点层包括由硫化铅形成的内核和由金形成的壳层，所述壳层设置于所述内核的表面，所述叉指电极镀接在所述壳层表面。2.根据权利要求1所述的一种红外探测器，其特征在于：所述衬底由砷化镓或铟镓砷单晶组成。3.根据权利要求1所述的一种红外探测器，其特征在于：所述量子点层的层数为1至5层。4.根据权利要求3所述的一种红外探测器，其特征在于：所述内核的半径为5至50nm，所述壳层的厚度为0.1至2nm。5.根据权利要求1所述的一种红外探测器，其特征在于：还包括设置于所述衬底表面的纳米线阵列。6.一种制备红外探测器的方法，应用于红外探测器，红外探测器包括衬底、石墨烯层、量子点层以及叉指电极，所述量子点层包括内核和壳层，其特征在于，所述方法包括：在所述衬底上沉积所述石墨烯层；在所述石墨烯层的表面喷涂内核，在所述内核外表面喷涂所述壳层，从而得到所述量子点层；在所述量子点层上蒸镀所述叉指电极。7.根据权利要求6所述的一种制备红外探测器的方法，其特征在于，所述方法还包括：在所述衬底的表面刻蚀、沉积所述纳米线阵列；去除所述衬底的所述纳米线阵列。8.根据权利要求7所述的一种制备红外探测器的方法，在所述衬底的表面刻蚀、沉积所述纳米线阵列，其特征在于：在所述衬底上旋涂光刻胶；将具有光刻胶的所述衬底曝光，以获得所述纳米线阵列的生长区域；基于脉冲激光沉积的方式，在生长区域获得所述纳米线阵列。9.根据权利要求6所述的一种制备红外探测器的方法，在所述衬底以及所述纳米线阵列上沉积所述石墨烯层，其特征在于：基于原子层沉积的方式，以所述纳米线阵列为模板在所述衬底上生长所述石墨烯层。10.根据权利要求9所述的一种制备红外探测器的方法，其特征在于：一半到四分之一的所述石墨烯层是生长在所述纳米线阵列上，其余是直接生长在所述衬底上。11.根据权利要求7所述的一种制备红外探测器的方法，去除所述衬底的所述纳米线阵列，其特征在于：将所述纳米线阵列腐蚀；将所述石墨烯层全部粘接在所述衬底上。12.根据权利要求6所述的一种制备红外探测器的方法，在所述石墨烯层的表面喷涂所述量子点层，其特征在于：采用旋涂设备，在所述石墨烯层上旋涂硫化铅量子点；充入保护气体将硫化铅量子点烘干；使用喷金仪溅射金靶材，以获得所述量子点层；2CN112071927A权利要求书2/2页退火以使所述量子点层粘接于所述石墨烯层，所述石墨烯层粘接于所述衬底。3CN112071927A说明书1/6页一种红外探测器及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及红外光电探测技术领域，具体涉及一种红外探测器。背景技术[0002]红外探测器在导弹预警、安全防范、光电检测、红外成像等众多领域具有广泛的应用。石墨烯的电子迁移率高达350000cm2/(V·s)，电导率为106S/m，方块电阻大约为31Ω/sq，常温下的热导率为5000W/mK。石墨烯表现出超快载流子动力学，能够实现光子或等离子体到电流或电压的快速转换。因此，石墨烯基光电器件具有巨大的发展潜力。石墨烯/GaAs红外探测器表现出良好的探测效率和高效选择性，因而受到了研究人员的青睐。目前，石墨烯基高光效红外探测是人们不懈追求的目标。[0003]但是，当前的石墨烯/GaAs红外探测器还存在探测效率和探测范围还较低的问题，以及制备工艺的兼容性较弱的问题。发明内容[0004]本申请旨在