[发明专利]光电探测器与其制作方法

说明书

本申请提供了一种光电探测器与其制作方法。该光电探测器包括：衬底；第一半导体层，设置在衬底的部分表面上，第一半导体层与衬底之间具有微腔，和/或相邻的第一半导体层之间具有微腔；多个介电层，一个介电层设置在第一顶半导体层的远离衬底的表面上以及第一半导体层两侧的衬底的表面上，其他的介电层设置在微腔中且位于衬底的表面上，和/或其他的介电层设置在微腔中且位于第一半导体层的表面上；多个第二半导体层，一一对应地设置在介电层的远离第一半导体层或远离衬底的表面上，第二半导体层为二维半导体材料层；第一电极，设置在衬底的表面上；两个第二电极，设置在第二顶半导体层的远离介电层的表面上。该光电探测器的响应度较大。

技术领域

本申请涉及光电探测领域，具体而言，涉及一种光电探测器与其制作方法。

背景技术

金属-二维半导体材料-金属型光电探测器是二维半导体材料的光电探测器中研究最早的一种类型。二维半导体材料连接源端和漏端，起到沟道作用。该类探测器借鉴了传统的FET结构，优势是具有宽光谱响应，响应电流可通过调节门电压进行调控。

上述的金属-二维半导体材料-金属型光电探测器的工作原理：当有入射光照射到二维半导体材料的表面时，二维半导体材料中的光生载流子产生后，被金属与二维半导体材料之间的内建电场分离形成光电流。

上述的器件主要存在的技术问题是：

1、单层二维半导体材料对光的吸收率较低(2.3％)，从而严重限制了其响应度。

2、为提高二维半导体材料光探测器的响应度，研究人员将二维半导体材料与量子点结合。然而，由于其探测原理的限制，响应度的增强只发生在与量子点产生谐振的波段，即探测光谱范围极为有限。

发明内容

本申请的主要目的在于提供一种光电探测器与其制作方法，以提升现有技术中的由二维半导体材料类型的光电探测器的响应度。

为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种光电探测器，该光电探测器包括：衬底；至少一个第一半导体层，设置在上述衬底的部分表面上，未设置有上述第一半导体层的上述衬底的表面位于在上述第一半导体层的两侧，上述第一半导体层与上述衬底之间具有微腔，和/或相邻的上述第一半导体层之间具有微腔，与上述衬底距离最大的上述第一半导体层为第一顶半导体层；多个介电层，其中，一个上述介电层设置在上述第一顶半导体层的远离上述衬底的表面上以及上述第一半导体层两侧的上述衬底的表面上，其他的上述介电层设置在上述微腔中且位于上述衬底的表面上，和/或其他的上述介电层设置在上述微腔中且位于上述第一半导体层的表面上；多个第二半导体层，一一对应地设置在上述介电层的远离上述第一半导体层或远离上述衬底的表面上，多个上述第二半导体层中，与上述衬底距离最大的上述第二半导体层为第二顶半导体层，上述第二半导体层为二维半导体材料层；第一电极，设置在上述衬底的远离上述第一半导体层的表面上；两个第二电极，均设置在上述第二顶半导体层的远离上述介电层的表面上且相互间隔设置。

进一步地，上述光电探测器包括多个上述第一半导体层。

进一步地，上述光电探测器还包括：支撑结构，设置在上述衬底的远离上述第一电极的表面上，上述支撑结构用于支撑上述第一半导体层，且上述支撑结构与相邻的两个上述第一半导体层围成上述微腔，或者，上述支撑结构、上述衬底以及和上述衬底距离最小的上述第一半导体层围成上述微腔。

进一步地，上述光电探测器包括交替设置的多个上述支撑结构与多个上述第一半导体层，且各上述支撑结构包括在第一方向间隔设置的两个支撑部，两个上述支撑部用于分别支撑上述第一半导体层的两端，上述第一方向垂直于上述衬底的厚度方向。

进一步地，上述支撑结构与上述第一半导体层中，与上述衬底接触设置的为上述支撑结构，且上述支撑结构一一对应支撑上述第一半导体层。

进一步地，两个上述第二电极分别设置在上述第一半导体层两侧的上述第二顶半导体层的表面上。