[发明专利]一种基于氧化钼微米带/p型Si的多波段光响应器件及其制备方法

说明书

本发明涉及一种基于氧化钼微米带/p型Si的多波段光响应器件及其制备方法，属于光电探测技术领域。该器件为多层结构，自下而上依次为p型Si衬底、SiO₂绝缘薄层、Au薄膜层和单根MoO₃微米带，其中，SiO₂绝缘薄层部分覆盖在p型Si衬底上，SiO₂绝缘薄层和Au薄膜层形成Au/SiO₂薄膜，所述单根MoO₃微米带能同时与p型Si衬底和Au/SiO₂结构接触。本发明的产品对紫外/可见光有着非常好的光响应，响应时间迅速。本发明提供的制备方法不需要催化剂，重复性好，工艺操作简单，制造成本低。

技术领域

本发明涉及一种基于氧化钼微米带/p型Si的多波段光响应器件，属于光电探测技术领域。

背景技术

光电探测在医疗诊断、生化分析、环境保护等领域有着重要作用，具有非常广泛的应用前景。提高探测器的响应度、信噪比、响应速度以及可实用化是研究人员一直努力追求的目标，传统的薄膜型半导体探测器存在较强的表面反射，降低了对入射光的吸收，进而影响了光电探测器的灵敏度。一维纳米材料由于大的比表面积和良好的载流子传输通道，具有远大于体材料的光电导增益，是构建纳米光电探测器的基本单元。如何提高一维纳米材料光电探测器对入射光的吸收效率，对纳米材料光电探测器的研究具有重要意义。不同于常规的三维体材料半导体和半导体薄膜，半导体纳米线因其维度受限而展现出优异的光电特性，此外，单根纳米线因其极小的探测面积在未来小型化、高度集成化器件研发中有着良好的应用前景。然而受诸多因素影响，目前的纳米线探测器性能还不能满足现实需求。同时光导型纳米线探测器背景载流子浓度高，使得本身弱光吸收的电流信号难以提取。

发明内容

本发明的目的在于提供一种制备工艺简单，成本低，性能稳定且优异的基于氧化钼微米带/p型Si的多波段光响应器件。

本发明首要目的是提供一种基于氧化钼微米带/p型Si的多波段光响应器件，该器件为多层结构，自下而上依次为p型Si衬底、SiO₂绝缘薄层、Au薄膜层和单根MoO₃微米带，其中，SiO₂绝缘薄层部分覆盖在p型Si衬底上，SiO₂绝缘薄层和Au薄膜层形成Au/SiO₂薄膜，所述单根MoO₃微米带能同时与p型Si衬底和Au/SiO₂结构接触。

本发明同时请求保护上述基于氧化钼微米带/p型Si的多波段光响应器件的制备方法，具体包括如下步骤：

①以p型Si为衬底，在衬底上分成镀膜区和非镀膜区，首先对非镀膜区采用绝缘胶带进行遮挡，然后采用磁控溅射生长SiO₂薄膜，其厚度为10-20nm；

②将镀膜区生长得到SiO₂薄膜置于离子溅射仪进行表面镀Au薄膜，其厚度为10-20nm；

③去除非镀膜区表面绝缘胶带后，将步骤②所得样品置于退火炉中于100-200℃快速退火15分钟后自然冷却至室温。

④然后采用气相输运法生长MoO₃微米带，其长度为100-200μm。

⑤将步骤④得到的MoO₃微米带置于显微镜下，用镊子提取单根MoO₃微米棒，置于步骤③镀膜区形成的Au/SiO₂薄膜和p型Si衬底表面上，使得MoO₃微米棒同时与p型Si衬底表面及Au/SiO₂薄膜接触。