一种基于光热电转换效应的超高频光子探测器制造技术

本发明专利技术公开一种基于光热电转换效应的超高频光子探测器，属于纳米电子器件技术领域，包括锁相放大器、h‑BN透光层、InSe薄膜左Pd电极、InSe薄膜、P掺杂Si基底直流电源VL、P掺杂Si基底Pd电极、石墨屏蔽层直流电源VR、石墨屏蔽层Pd电极、石墨屏蔽层、h‑BN基底、SiO2氧化层、P掺杂Si基底、InSe薄膜右Pd电极，探测器具有暗电流小、精度高、抗干扰性强等优点。在实际探测中，利用器件非对称结构及InSe薄膜的热电性能，在被测光波照射下，通过在石墨屏蔽层及P掺杂Si基底施加不同的电压，可获得不同的温差电势，进而测试出光子能量及波长。

A UHF Photon Detector Based on Photothermal Conversion Effect

The invention discloses an ultra-high frequency photon detector based on photothermal conversion effect, which belongs to the technical field of nano-electronic devices, including phase-locked amplifier, h_BN transparent layer, left Pd electrode of InSe film, InSe film, P-doped Si DC power supply VL, P-doped Si substrate Pd electrode, graphite shielding layer DC power supply VR, graphite shielding layer Pd electrode, graphite shielding layer, h_BN substrate and SiO 2. Oxygen layer, P-doped Si substrate, InSe thin film right Pd electrode, detector has the advantages of low dark current, high precision and strong anti-interference. In practical detection, different thermoelectric potentials can be obtained by applying different voltages to graphite shielding layer and P-doped Si substrate under the irradiation of measured light waves, using asymmetric structure of devices and thermoelectric properties of InSe thin films, and then photon energy and wavelength can be measured.

【技术实现步骤摘要】
一种基于光热电转换效应的超高频光子探测器
本专利技术涉及纳米电子器件
，特别涉及一种基于光热电转换效应的超高频光子探测器。
技术介绍
近年来,太赫兹(1012Hz)波辐射源的飞速发展,为太赫兹应用开辟了极为广阔的应用前景，同时对太赫兹波探测器件的性能提出了更高的要求,而太赫兹波探测技术的研究已经成为近年来最活跃的研究领域之一。由于THZ源的低发射功率以及相对较高的热背景的耦合的干扰,需要高灵敏度的探测手段。目前，最常用的手段是热吸收的直接探测方法、超导混频技术以及热电子辐射技术,但以上三种技术途径只能测出辐射的强度,不能提供更为精确的频率及相位信息,且其灵敏度受到背景辐射的限制,所以对太赫兹光波在时域范围内的直接和连续测量已成为目前亟待解决的难点。硒化铟是一种Ⅲ-Ⅵ族化合物，具有不同的化学结构，其中研究最多的是InSe和In2Se3。InSe在光电转化、光催化、热电转换等方面具有优异的物理特性。为此，本专利技术采用Si、SiO2、InSe、h-BN及石墨的复合结构来实现对超高频光子的精准检测。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术中的不足之处，提供一种灵敏度高、分本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于光热电转换效应的超高频光子探测器，其特征在于包括：包括锁相放大器（1）、h‑BN透光层（2）、InSe薄膜左Pd电极（3）、InSe薄膜（4）、P掺杂Si基底直流电源VL（5）、P掺杂Si基底Pd电极（6）、石墨屏蔽层直流电源VR（7）、石墨屏蔽层Pd电极（8）、石墨屏蔽层（9）、h‑BN基底（10）、SiO2氧化层（11）、P掺杂Si基底（12）、InSe薄膜右Pd电极（13），首先在掺杂浓度为2×1016cm‑3的厚度为200‑240nm的P型双面高抛光单晶硅基体上通过热氧化法制备厚度为100‑200nm的SiO2氧化层，利用PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)转移法将厚度为10nm厚...

【技术特征摘要】
1.一种基于光热电转换效应的超高频光子探测器，其特征在于包括：包括锁相放大器（1）、h-BN透光层（2）、InSe薄膜左Pd电极（3）、InSe薄膜（4）、P掺杂Si基底直流电源VL（5）、P掺杂Si基底Pd电极（6）、石墨屏蔽层直流电源VR（7）、石墨屏蔽层Pd电极（8）、石墨屏蔽层（9）、h-BN基底（10）、SiO2氧化层（11）、P掺杂Si基底（12）、InSe薄膜右Pd电极（13），首先在掺杂浓度为2×1016cm-3的厚度为200-240nm的P型双面高抛光单晶硅基体上通过热氧化法制备厚度为100-200nm的SiO2氧化层，利用PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)转移法将厚度为10nm厚度的石墨屏蔽层放置于SiO2氧化层表面，再将采用化学气相沉积法制备厚度为30nm的h-BN薄膜通过PMMA方法转移至SiO2氧化层及石墨屏蔽层的表面作为h-BN基底，然后将厚度为5nm的InSe薄膜通过PMMA方法转移至h-BN基底的上表面，将厚度为20nm的h-BN薄膜通过PMMA方法转移至InSe薄膜上表面作为h-BN透光层，以上每次转移步骤都需要通过丙酮溶解、还原热处理、氧化热处理的工序以去除转移过程中的PMMA残留物，采用电子束蒸发法制备厚度为100nm的Pd电极。2.根据权利要求1所述的一种基于光热电转换效应的超高频光子探测器，其特征在于所述的Pd电极通过电子...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋欢，
申请(专利权)人：宋欢，
类型：发明
国别省市：河南,41