[发明专利]一种外尔半金属异质结红外探测器及其制备方法

摘要

本发明公开了一种外尔半金属异质结红外探测器及其制备方法，该探测器是在绝缘衬底的上表面依次设置有底电极和绝缘掩膜层；在掩膜层的中心处留有一与底电极相连通的通孔；在底电极上表面、位于通孔内依次沉积有两种不同的二维半导体材料，上层材料具备外尔半金属性质，在沉积过程中两种二维半导体材料会依次沿着垂直于底电极的方向逐层沉积生长形成范德瓦耳斯异质结；在掩膜层上方设置有顶电极，底电极与位于通孔内的下层半导体材料、顶电极与位于通孔内的上层外尔半金属材料皆形成欧姆接触。本发明的探测器制备工艺简单、可重复性强，所制备器件具有宽光谱响应、高灵敏度、响应速度快、易于集成等优异性能。

主权项

1.一种外尔半金属异质结红外探测器的制备方法，其特征在于：所述的外尔半金属异质结红外探测器是在绝缘衬底(6)上表面设置有底电极(5)；在所述底电极(5)的上表面设置有掩膜层(4)，所述掩膜层为绝缘材料，在所述掩膜层(4)的中心处留有一与所述底电极(5)相连通的通孔；在所述掩膜层(4)的通孔内、位于所述底电极(5)上表面沉积有下层半导体材料(3)；在所述掩膜层(4)的通孔内、位于所述下层半导体材料(3)上沉积有上层外尔半金属材料(2)；所述下层半导体材料(3)与所述上层外尔半金属材料(2)形成范德瓦耳斯异质结；在所述掩膜层(4)上方设置有顶电极(1)，所述顶电极(1)完全覆盖通孔且不超出掩膜层(4)的边界；所述底电极(5)与所述下层半导体材料(3)之间、所述顶电极(1)与所述上层外尔半金属材料(2)之间皆形成欧姆接触；所述外尔半金属异质结红外探测器的制备方法，包括以下步骤：a、通过电子束溅射技术在绝缘衬底(6)的上表面蒸镀底电极(5)；b、在所述底电极(5)的上表面通过磁控溅射或脉冲激光沉积技术沉积绝缘材料，形成中央预留有通孔的掩膜层(4)；c、采用脉冲激光沉积或磁控溅射在所述掩膜层(4)的通孔内沉积下层半导体材料(3)，所述底电极(5)与所述下层半导体材料(3)之间形成欧姆接触；再采用脉冲激光沉积或磁控溅射在所述下层半导体材料(3)上外延上层外尔半金属材料(2)；所述下层半导体材料(3)与所述上层外尔半金属材料(2)形成范德瓦耳斯异质结；d、将顶电极(1)设置在所述掩膜层(4)上，使顶电极(1)不超出所述掩膜层(4)的边界且完全覆盖通孔；所述顶电极(1)与所述上层外尔半金属材料(2)之间形成欧姆接触，即完成外尔半金属异质结红外探测器的制备。