[发明专利]基于二维硒化亚锗光电探测器的成像元件制备方法

说明书

本发明提供了一种基于二维硒化亚锗光电探测器的成像元件制备方法，属于二维半导体成像技术领域。该基于二维硒化亚锗光电探测器的成像元件制备方法，包括：制备二维硒化亚锗单晶；将所二维硒化亚锗单晶剥离成二维硒化亚锗纳米片并转移到有二氧化硅氧化层的硅片衬底上，得到二维硒化亚锗纳米片薄层；将所述二维硒化亚锗纳米片薄层制备成二维硒化亚锗两端器件，得到基于二维硒化亚锗光电探测器的成像元件；所述二维硒化亚锗两端器件即为所述二维硒化亚锗光电探测器。本发明通过将二维硒化亚锗纳米片制备为二维硒化亚锗两端器件，替代原来的电荷耦合元件，可以实现尺寸小，利于加工和集成的效果。

技术领域

本发明涉及二维半导体成像领域，尤其涉及一种基于二维硒化亚锗光电探测器的成像元件制备方法。

背景技术

自2004年石墨烯被发现以来，二维层状材料就引起了广大的关注。随着二维材料层数的减少，其受到表面效应、体积效应和量子尺寸效应的影响显影增大，纳米材料的物理特性与宏观体材料的相关特性可能会表现出显著的不同，如单层硫化钼为直接带隙材料，而超过一层后其带隙变为间接带隙，这些奇特的物理性质具有广阔的应用前景。

那么二维材料的功能实现至关重要。二硫化钼以及二硫化钨等二维材料的普通光电探测已经得到广泛的研究，均展现了优异的光响应度，响应速度，高的光敏度等。但是，目前对于二维材料的研究具有局限性，大部分研究围绕在光电探测器方面，而将其应用到成像元件研究的还太少，并且现有的成像元件中采用的电荷耦合元件体积大，不利于加工和集成，因此也提升了成像设备的成本。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明提供了一种基于二维硒化亚锗光电探测器的成像元件制备方法，以至少部分解决以上所提出的技术问题。

(二)技术方案

根据本发明的一个方面，提供了一种基于二维硒化亚锗光电探测器的成像元件制备方法，所述方法包括：

制备二维硒化亚锗单晶；

将所述二维硒化亚锗单晶剥离成二维硒化亚锗纳米片并转移到有二氧化硅氧化层的硅片衬底上，得到二维硒化亚锗纳米片薄层；

将所述二维硒化亚锗纳米片薄层制备成二维硒化亚锗两端器件，得到基于二维硒化亚锗光电探测器的成像元件；所述二维硒化亚锗两端器件即为所述二维硒化亚锗光电探测器。

在一些实施例中，所述二维硒化亚锗单晶是在双温区管式炉中利用真空热蒸发沉积技术生长得到。

在一些实施例中，所述双温区管式炉的高温区温度为700℃，低温区温度为400℃，降温速率为20℃/时。

在一些实施例中，所述二氧化硅氧化层的厚度为300nm。

在一些实施例中，将所述二维硒化亚锗单晶剥离成二维硒化亚锗纳米片并转移到有二氧化硅氧化层的硅片衬底上，得到二维硒化亚锗纳米片薄层的步骤之前，所述方法还包括：

对有二氧化硅氧化层的硅片衬底进行清洗。

在一些实施例中，对有二氧化硅氧化层的硅片衬底进行清洗的步骤，包括：

使用丙酮溶液和异丙醇溶液分别对所述有二氧化硅氧化层的硅片衬底进行超声清洗；

将经过所述超声清洗的有二氧化硅氧化层的硅片衬底放入双氧水和硫酸比例为1:3的混合溶液中清洗；

将经过所述混合溶液清洗的有二氧化硅氧化层的硅片衬底放入去离子水中清洗。

在一些实施例中，在所述将所述二维硒化亚锗单晶剥离成二维硒化亚锗纳米片并转移到有二氧化硅氧化层的硅片衬底上，得到二维硒化亚锗纳米片薄层的步骤中，采用机械剥离法对所述二维硒化亚锗单晶进行剥离。