硅/二维半导体异质结型光电探测器及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种硅/二维半导体异质结型光电探测器及制备方法。该光电探测器由下至上依次层叠的硅材料层、绝缘介质层、二维半导体材料层和金属电极；绝缘介质层中心开有通孔，二维半导体材料通过通孔与硅材料形成异质结，通过结区电流变化检测外界光的变化。该光电检测器制备方法简单，其制备过程均与半导体工艺兼容，适合大规模工业生产；制得的光电检测器拥有硅基易集成的特点，结构简单，可控性强，同时具有光响应度高、响应速度快的特点，对可见光的响应度优于普通的硅光探测器件，光探测响应时间为微妙量级。

Silicon / two-dimensional semiconductor heterojunction photodetectors and preparation methods

The invention discloses a silicon / two-dimensional semiconductor heterojunction photodetector and a preparation method. The photoelectric detector from the bottom silicon layer, sequentially stacked dielectric layer, two-dimensional semiconductor layer and metal electrode; center insulation dielectric layer is provided with a through hole, the through hole and two-dimensional semiconductor material silicon heterojunction formed, by changing the junction current change detection of external light. The photoelectric detector has the advantages of simple preparation method, the preparation process are compatible with semiconductor technology, suitable for large-scale industrial production; photoelectric detector prepared with silicon easy integration characteristics, simple structure, strong controllability, and has high photoresponse, fast response characteristics, is better than ordinary silicon photodetector in response to the visible light detection, response time for us.

【技术实现步骤摘要】
硅/二维半导体异质结型光电探测器及制备方法
本专利技术属于二维半导体材料制备
，具体涉及一种硅/二维半导体异质结型光电探测器及制备方法。
技术介绍
在光电子系统中，光探测器件是最重要最关键的部件之一。原则上所有对光响应的材料都可以被用于光电探测器，光电探测器包括真空光电探测器如光电管、光电倍增管等，这类光电器件是基于外光电效应制成的，即光照射到器件阴极，材料中电子吸收光能从而克服材料逸出逃离材料表面并在阳极被收集进而产生光电流的过程。这类器件受光面积较大，高频特性好，但同时体积庞大易破损且要求外部工作电压要及其稳定。与之相对的是光敏电阻、光电二极管这类光电探测器。这类光电探测器用到了材料的内光电效应。详细来说，当光入射到材料表面时，材料中电子吸收光能发生能级跃迁，从而改变材料的某种物理特性，通过对这类特性的检测可以反映光信号的信息。此类器件由于结构简单所以造价较低，且灵敏度高，特别是光电二极管响应时间一般在微秒量级。基于以上特性，通信领域信号转换一般都用半导体光电探测器。硅光电二极管是现代最为成熟的半导体光探测器件，但由于硅禁带宽度(Eg)为1.1eV的特征，硅光电二极管的探测本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种硅/二维半导体异质结型光电探测器，其特征在于，包括由下至上依次层叠的硅材料层、绝缘介质层、二维半导体材料层和金属电极；所述绝缘介质层中心开有通孔，二维半导体材料通过通孔与硅材料形成异质结。

【技术特征摘要】
1.一种硅/二维半导体异质结型光电探测器，其特征在于，包括由下至上依次层叠的硅材料层、绝缘介质层、二维半导体材料层和金属电极；所述绝缘介质层中心开有通孔，二维半导体材料通过通孔与硅材料形成异质结。2.根据权利要求1所述的硅/二维半导体异质结型光电探测器，其特征在于，所述硅材料层为n掺杂或p掺杂，其与二维半导体材料层构成n-n结、p-p结或p-n结。3.根据权利要求1所述的硅/二维半导体异质结型光电探测器，其特征在于，所述绝缘介质层为二氧化硅、三氧化二铝或氧化铪。4.根据权利要求1所述的硅/二维半导体异质结型光电探测器，其特征在于，所述二维半导体材料层为过渡金属硫化物或硒化物。5.根据权利要求1所述的硅/二维半导体异质结型光电探测器，其特征在于，所述金属电极为与二维半导体材料层形成欧姆接触的材料。6.根据权利要求5所述的硅/二维半导体异质结型光电探测器，其特征在于，所述金属电极为Ti/Au电极，其中Ti层厚度为3-6nm，Au层厚度大于50nm。7.权利要求1～6任一项所述的硅/二维半导体异质结型光电探测器的制备方法，其特征在于：采用光刻技术在硅材料上制作胶块结构，再采用原子层沉积技术在胶块结构上沉积绝缘介质层，并用丙酮洗去残余光刻胶，制...

【专利技术属性】
技术研发人员：李春，王帅，兰长勇，何天应，郭华阳，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川,51