[发明专利]基于二维各向异性材料的片上光探测器及其制造方法

权利要求书

1.一种基于二维各向异性材料的片上光探测器，包括：重掺杂电极、形成于重掺杂电极上的薄层绝缘层、形成于薄层绝缘层上的二维薄层材料和两个金属电极；所述二维薄层材料嵌设在所述薄层绝缘层和两个金属电极间；所述二维薄层材料为具有各向异性的二维材料。

2.根据权利要求1所述的片上光探测器，其中，所述的低面内对称性的二维材料为二维GeAs材料。

3.根据权利要求1所述的片上光探测器，其中，

所述重掺杂电极为p型或n型的重掺杂硅衬底，作为所述片上光探测器的栅电极层；

所述薄层绝缘层为200nm-400nm的二氧化硅，作为所述片上光探测器的栅介质层；

所述两个金属电极分别为Ti/Au中任一个，作为所述片上光探测器的源电极层/漏电极层；所述Ti金属电极层的厚度为所述Au金属电极层的厚度为

4.根据权利要求1所述的片上光探测器，其中，所述片上光探测器的探测范围为紫外波段至中红外波段。

5.一种基于二维各向异性材料的片上光探测器的制造方法，其中包括：

步骤S1：通过化学气相输运法，在1000摄氏度以上的环境中生长二维薄层材料；

步骤S2：重掺杂电极为p型或n型的重掺杂硅衬底，通过氧化工艺，氧化重掺杂硅衬底300nm厚的表层，形成薄层绝缘层；

步骤S3：通过二维材料转移的方法，将少层的二维薄层材料转移到步骤S2的薄层绝缘层上；

步骤S4：在步骤S3的二维薄层材料上制作两个金属电极。

6.根据权利要求5所述的制造方法，还包括步骤S5：用不同波长的圆偏振光及线偏振光做入射光源，探测器件在光照下的电流变化，确定光探测器的性能。

7.根据权利要求5所述的制造方法，其中，所述步骤S1中，二维薄层材料生长前升温的温度梯度小于10℃/cm。

8.根据权利要求5所述的制造方法，其中，所述步骤S3中，将步骤S1中生长的二维薄层材料，通过机械剥离法获得少层的二维薄层材料；二维材料转移的方法为机械剥离法。

9.根据权利要求5所述的制造方法，其中，所述步骤S4包括：

步骤S41：在二维材料上旋涂PMMA；

步骤S42：离子束图形化刻蚀，再次用电子束蒸发的方法依次蒸镀Ti金属与Au金属；

步骤S43：将器件浸泡在丙酮溶液中显影。

10.根据权利要求9所述的制造方法，其中，所述步骤S4还包括：

步骤S44：电极制作完成后进行快速退火加工。