[发明专利]硅/二维半导体异质结型光电探测器及制备方法

权利要求书

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；

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；

所述绝缘介质层为二氧化硅、三氧化二铝或氧化铪；

所述二维半导体材料层为过渡金属硫化物或硒化物；

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；

所述二维半导体材料层的制备方为：

(1)在硅基底上磁控溅射一层2～5nm的金属薄膜，得镀膜基底；溅射条件为80～150W，通入氩气60～100sccm，溅射时间为20～40s；

(2)将镀膜基底置于管式炉中，在管式炉上端放置硫粉或硒粉后将管式炉气压降至0.1Pa，再通入氩气，对管式炉上端的硫粉或硒粉进行加热，加热温度为120～150℃，进行硫化或硒化反应，反应条件为600～700℃，150～200Pa，保持40～60min，得二维半导体材料层。

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。

3.权利要求1或2所述的硅/二维半导体异质结型光电探测器，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，制得中心开孔的绝缘介质层，通过开孔，使硅材料与二维半导体材料形成异质结；

再通过热蒸发方式制备金属电极，将其附于二维半导体材料层上，制得硅/二维半导体异质结型光电探测器。

4.根据权利要求3所述的硅/二维半导体异质结型光电探测器，其特征在于，所述绝缘介质层的制备方法为：利用光刻技术，在硅材料上制作胶块结构，再利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，制得中心开孔的绝缘介质层。

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，步骤(1)中所述金属薄膜为钨膜或钼膜。