基于SnSe制造技术

本发明专利技术提供了一种基于SnSe

【技术实现步骤摘要】
基于SnSe
x
的可见紫外光芯片及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于光电芯片领域，具体涉及一种基于SnSe
x
的可见紫外光芯片及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]无论是在安防、监控等安全领域，还是在智能手机等移动电子领域，对于弱光条件下如何实现高质量成像一直面临巨大挑战，对超高灵敏度光电探测材料和成像芯片有着强烈的需求。目前商用光电芯片的核心感光材料主要包括半导体Si、Ge、InGaAs、HgCdTe等，但是基于这些传统半导体材料的光电芯片外量子效率较低，成熟的Si器件的外量子效率通常只有50
‑
80％左右，这就造成了探测器对于微弱光信号的检测能力不足，限制了其在夜晚和无照明光的室内等弱光条件下的成像质量。因此，探索新型光电芯片，开发超高灵敏度的光电探测器，仍然是材料领域和光电领域研究热点方向。
[0003]相比传统半导体材料，受益于纳米尺度所特有的量子限域效应及表面效应(更大的比表面积)，二维层状材料的电荷分离过程将更加高效，也容易获得高密度，寿命更长的光生载流子本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于二维材料SnSe
x
的可见紫外光芯片，其特征在于，其包括支撑衬底、垂直生长于所述支撑衬底的二维材料SnSe
x
，x为1.6～2.2；以及覆盖于SnSe
x
表面的顶电极；所述支撑衬底为互补金属氧化物半导体(CMOS)，所述顶电极为在SnSe
x
表面依次设置的未掺杂的氧化锌层(i
‑
ZnO)和铝掺杂的氧化锌层(AZO)；所述垂直生长于所述支撑衬底的二维材料SnSe
x
通过封装胶固定；优选地，所述垂直生长于所述支撑衬底的二维材料SnSe
x
中SnSe
x
纳米片的厚度为20nm～30nm，高度为80μm～120μm；优选地，支撑衬底表面具有未覆盖二维材料SnSe
x
和顶电极的裸露区域。2.权利要求1所述的可见紫外光芯片，其特征在于，所述封装胶的高度为80μm～120μm，且封装胶的高度低于二维材料SnSe
x
的高度，所述垂直生长于所述支撑衬底的二维材料SnSe
x
顶部裸露在封装胶外部；优选地，封装胶选自电子束光刻胶正胶或环氧光刻胶负胶。3.权利要求1所述的可见紫外光芯片，其特征在于，垂直生长于所述支撑衬底的二维材料SnSe
x
通过以下方法制成：分子束外延设备(MBE)中分别加入高纯度硒材料源和高纯度锡材料源，通过所述分子束外延设备加热所述锡材料源和硒材料源，并将所述硒材料源和锡材料源分别以分子束或原子束的形式喷射至支撑衬底表面，其中硒源、锡源以及支撑衬底的温度分别为240
‑
250℃，1050
‑
1150℃和240
‑
250℃，真空度为1
×
10
‑5‑5×
10
‑5Pa，生长时间为1min～20min；然后进行热退火处理，在3％H2S和97％N2的气氛下将支撑衬底温度控制在260℃，维持30min～40min。4.权利要求1所述的可见紫外光芯片，其特征在于，顶电极的厚度为200nm
‑
300nm；优选地，顶电极通过以下方法制成：利用射频磁控溅射技术，靶材分别为本征ZnO靶以及掺杂度为2wt％的ZnO:Al2O3陶瓷靶，靶基距80mm；溅射本征ZnO时，通氧气和氩气，预溅射10～15min后先以120～150W溅射功率溅射，然后调节溅射功率为200～250W继续溅射；在溅射AZO时，样品台的温度升至130℃，通入氩气和氢气，使用功率为400～450W预溅射5～10min，然后开始启辉，发现辉光后开始溅射，溅射功率为750W。5.权利要求1
‑
4任一项所述的可见紫外光芯片的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：S1)在支撑衬底上布置窗口层：利用射频磁控溅射技术，依次在支撑衬底CMOS表面布置作为窗口层的未掺杂的氧化锌层(i
‑
ZnO)和铝掺杂的氧化锌层(AZO)；S2)通过光刻技术形成部分裸露的支撑衬底：在窗口层表面涂覆光刻胶，并进行光刻后，利用光刻胶将部分窗口层从支撑衬底表面剥离，获得的裸露支撑衬底作为第一区域；S3)在支撑衬底上生长竖直式的SnSe
x
阵列；用分子束外延设备(MBE)，将硒材料源和锡材料源，分别以分子束或原子束的形式喷射至步骤S2...

【专利技术属性】
技术研发人员：武双元，杨春雷，陈明，邵龑，朱元昊，陈志勇，
申请(专利权)人：深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：