[发明专利]一种范德瓦尔斯非对称势垒结构的红外探测器及制备方法在审

申请号：	202010965478.3	申请日：	2020-09-15
公开（公告）号：	CN112242455A	公开（公告）日：	2021-01-19
发明（设计）人：	胡伟达;陈允枫;王芳;王振;王鹏;汪洋;李庆;何家乐;谢润章;张莉丽;陈效双;陆卫	申请（专利权）人：	中国科学院上海技术物理研究所
主分类号：	H01L31/101	分类号：	H01L31/101;H01L31/102;H01L31/0352;H01L31/0216
代理公司：	上海沪慧律师事务所 31311	代理人：	郭英
地址：	200083 ***	国省代码：	上海;31
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摘要：
搜索关键词：	一种瓦尔对称结构红外探测器制备方法
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【权利要求书】：

1.一种范德瓦尔斯非对称势垒结构的红外探测器，包括衬底(1)，SiO₂介质层(2)，石墨烯层(3)，二硫化钼层(4)，源极(5)，黑磷层(7)，漏极(6)，其特征在于：

所述的探测器的结构为：P型Si衬底(1)上有SiO₂介质层(2)，石墨烯层(3)局部覆盖在SiO₂介质层(2)上，在石墨烯层(3)一端覆盖有二硫化钼层(4)，在石墨烯层(3)另一端有源极(5)，黑磷层(7)覆盖在二硫化钼层(4)上及石墨烯层(3)与SiO₂介质层(2)未接触的部分，漏极(6)位于黑磷层(7)上；

所述的衬底(1)是P型重掺杂的Si衬底；

所述的SiO₂介质层(2)厚度为280±10纳米；

所述的石墨烯(3)的厚度是5～10纳米；

所述的二硫化钼(4)厚度是10～20纳米；

所述的源极(5)为Cr和Au电极，Cr在石墨烯层上厚度为15纳米，Au在Cr上厚度为75纳米；

所述的黑磷层(7)厚度是40-150纳米；

所述的漏极(6)为Cr和Au电极，Cr在黑磷层上厚度为15纳米，Au在Cr上厚度为75纳米。

2.一种制备如权利要求1所述的一种范德瓦尔斯非对称势垒结构的红外探测器制备方法，其特征在于包括以下步骤：

1)通过机械剥离的方法从石墨体材料上剥离出石墨烯层(3)在SiO₂介质层上(2)；

2)通过机械剥离的方法从二硫化钼体材料上剥离二硫化钼层(4)，并通过微区定点转移的方法转移到石墨烯层(3)的一端；

3)通过机械剥离的方法从黑磷体材料上剥离黑磷层(7)，并通过微区定点转移的方法转移并覆盖在二硫化钼层(4)的表面，保证黑磷层(7)和石墨烯层(3)没有接触；

4)利用电子束曝光、热蒸发和剥离等工艺在预先转移的石墨烯层(3)和黑磷层(7)的一端分别沉积铬和金的源极(5)和漏极(6)。