【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种自驱动mote2光电探测器及其制备方法，属于半导体器件领域。
技术介绍
1、近年来，随着电子技术和信息通信的快速发展，对高性能光电探测器的需求不断增加。光电探测器作为光电子学领域中的重要组成部分，广泛应用于通信、生物医学、环境监测等领域。然而，传统的光电探测器往往依赖外部电源供电，其性能受到能源依赖性的限制，不利于一些特殊环境和便携式设备的应用。
2、为了克服这一限制，近年来，自驱动光电探测器引起了广泛关注。这种类型的光电探测器能够通过光激发而产生电流或电压，不再依赖外部电源。在自驱动光电探测器的研究中，二维过渡金属二硫族化合物(tmds)的一类，即二硫化钼(mote2)，因其独特的电子结构和优异的电子传输性能而备受关注。
3、但是，目前主流的自驱动光电探测器都是使用搭建异质结，或者掺杂等方法来实现的，操作流程复杂且可控性低。mote2材料具备优异的光电响应特性，尤其在近红外光谱范围内，然而目前的mote2器件的迁移率、开关比以及接触电阻都无法维持较高水平，同时由于单质的mote2不存在内部结区电场，这使得mote2器件无法实现自驱动光响应。
技术实现思路
1、[技术问题]
2、目前，由于金半接触的费米能级钉扎，普通的mote2器件的迁移率、开关比以及接触电阻都无法维持较高水平，同时由于单质的mote2不存在内部结区电场，这使得mote2器件无法实现自驱动光响应。
3、[技术方案]
4、为了解决上述问题，
5、本专利技术的第一个目的在于提供一种自驱动mote2光电探测器的制备方法，所述方法包括：
6、步骤1：提供一衬底；
7、步骤2：在衬底上刻蚀底部电极区域；
8、步骤3：在所述底部电极区域蒸镀底部电极，所述底部电极的厚度与刻蚀的底部电极深度一致，洗去光刻胶，得到具有内嵌电极的衬底；
9、步骤4：用机械剥离技术得到少层的mote2薄膜，并利用pdms干法转移技术将其转移至所述内嵌电极上，得到带有mote2内嵌电极的衬底；
10、步骤5：在所述mote2的上表面蒸镀顶部电极，洗去光刻胶，得到具有上下电极的mote2器件。
11、可选的，所述步骤2包括：
12、步骤21：将光刻胶均匀地旋涂在所述衬底上并进行烘烤，使用无掩膜光刻机在材料表面光刻出底部电极图形，得到带有部分光刻胶掩膜的衬底，其中光刻出的电极部分裸露在环境中，其他部分仍用光刻胶与环境隔离；
13、步骤22：将所述步骤21得到的带有部分光刻胶掩膜的衬底放入温和等离子体反应腔中，利用sf6和n2等离子体对裸露在外面的衬底进行刻蚀处理，得到刻蚀处理后的衬底。
14、可选的，所述衬底为sio2。
15、可选的，所述步骤3包括：电子束蒸镀镍金属和热蒸镀制备的金金属。
16、可选的，所述衬底的清洗过程包括：放入丙酮中，超声清洗4～6min；然后置于乙醇中，超声条件下清洗4～6min；之后在去离子水水中超声清洗4～6min，然后用氮气枪吹干，最后在加热平台上于300±10℃烘烤9～10min。
17、可选的，所述sf6和n2等离子体中气体的纯度为5n，其气体流量为15sccm和7sccm。
18、可选的，所述顶部电极为5/50nm的ni/au电极。
19、可选的，所述少层的mote2薄膜的厚度为5-10nm。
20、可选的，所述光刻胶为az5214e。
21、可选的，超声波清洗的频率为20～25khz。
22、可选的，光刻胶的旋涂转速为600±20rpm持续9～10s，3000±30rpm持续30±5s。
23、可选的，步骤11中光刻过程具体包括：将衬底置于无掩膜光刻机载台上，在显微镜下将曝光部位对准在衬底的中央，即将需要曝光的部位露出来，沟道区域挡住，保留沟道10±0.5μm，利用光刻技术得到底部电极的掩模版。
24、可选的，步骤22中刻蚀处理的参数设置为：射频功率300w且反射功率80w以内，温和等离子体反应腔的腔压维持在9～10pa，反应时间1min15s～1min30s。
25、可选的，步骤3蒸镀电极包括电子束蒸镀镍金属和热蒸镀制备的金金属；其中电子束蒸镀镍金属时，蒸镀机真空条件需满足6×10-4pa以下，所用的蒸镀速率为时间约为1.5min，得到的电极材料厚度为2.5nm；热蒸镀金时，蒸镀机真空条件需满足6×10-4pa以下，所用的蒸镀速率为时间为20min，得到的电极材料厚度为32.5nm。
26、可选的，步骤3中清除光刻胶的具体步骤包括：将处理后的衬底放入丙酮中超声清洗4～6min直至光刻胶由衬底上脱落，取出衬底，干燥后置于光学显微镜下观察，如果光刻胶有部分残留，则将其重新放入丙酮中超声清洗1～2min，之后将衬底干燥后再次置于光学显微镜下观察，注意底部内嵌电极应保留在衬底上；若观察到光刻胶完全去除，则将衬底放入乙醇中浸泡1～2min；之后在去离子水中浸泡1～2min，然后用氮气枪吹干，最后在加热平台上进行烘烤，90～100℃烘烤1～2min即可。
27、可选的，蒸镀顶部电极的步骤和蒸镀底部电极相似，但部分操作有些许差异，具体在于：其中电子束蒸镀镍金属时，蒸镀机真空条件需满足6×10-4pa以下，所用的蒸镀速率为时间约为3min，得到的电极材料厚度为5nm；热蒸镀金时，蒸镀机真空条件需满足6×10-4pa以下，所用的蒸镀速率为时间为30min，得到的电极材料厚度为50nm。
28、可选的，步骤5中的清除光刻胶的具体步骤包括：将处理后的衬底放入丙酮中浸泡5～10min直至光刻胶由衬底上脱落，取出衬底，干燥后置于光学显微镜下观察，如果光刻胶有部分残留，则将其重新放入丙酮中超声清洗1～2s，之后将衬底干燥后再次置于光学显微镜下观察，注意mote2样品全程应保留在衬底上；若观察到光刻胶完全去除，则将衬底放入乙醇中浸泡1～2min；之后在去离子水中浸泡1～2min，然后用氮气枪吹干，最后在加热平台上进行烘烤，90～100℃烘烤1～2min即可。
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1.一种自驱动MoTe2光电探测器的制备方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤2包括：
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述衬底为SiO2。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤3包括：电子束蒸镀镍金属和热蒸镀制备的金金属。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述衬底的清洗过程包括：放入丙酮中，超声清洗4～6min；然后置于乙醇中，超声条件下清洗4～6min；之后在去离子水水中超声清洗4～6min，然后用氮气枪吹干，最后在加热平台上于300±10℃烘烤9～10min。
6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述SF6和N2等离子体中气体的纯度为5N，其气体流量为15sccm和7sccm。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述顶部电极为5/50nm的Ni/Au电极。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述少层的MoTe2薄膜的厚度为5-10nm。
9.一种自驱动
10.一种底部内嵌TLM电极的MoTe2器件，其特征在于，所述MoTe2器件采用权利要求1-8任一项所述的步骤1至步骤4制备得到，所述MoTe2器件的底部电极为TLM模型图案。
...【技术特征摘要】
1.一种自驱动mote2光电探测器的制备方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤2包括：
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述衬底为sio2。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤3包括：电子束蒸镀镍金属和热蒸镀制备的金金属。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述衬底的清洗过程包括：放入丙酮中，超声清洗4～6min；然后置于乙醇中，超声条件下清洗4～6min；之后在去离子水水中超声清洗4～6min，然后用氮气枪吹干，最后在加热平台上于300±10℃烘烤9～10min。
6.根据权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：南海燕，戚任贤，周乐鋆，肖少庆，顾晓峰，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：
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