[发明专利]基于黑磷的p-n光电检测器

权利要求书

1.基于黑磷的p-n光电检测器，包括硅衬底(1)，位于硅衬底(1)上的掩埋氧化物层(2)及位于掩埋氧化物层(2)上的有源区结构，有源区结构包括：源极(3)、漏极(4)以及黑磷(BP)层和聚二甲基硅氧烷(PDMS)层组成的层叠结构栅极(5)，其特征在于，硅衬底(1)是P型掺杂，栅极(5)中黑磷(BP)的层数为五层，分别沿着锯齿形和扶手椅方向放置在掩埋氧化物层(2)的上面，掩模氧化物层所用材料是SiO₂材料，源极(3)和漏极(4)接触，利用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)来进行电子束光刻定义，电极材料所选为Ti和Au，给衬底施加电压，可以控制检测器内部电流，红外光的吸收可显著提高10％，响应度高达66.29A/W。

2.根据权利要求1所述的基于黑磷的p-n光电检测器，其特征在于，所述光电检测器的制造方法，包括以下步骤：

第一步，在硅衬底(1)上热氧化生长一层SiO₂掩模氧化物层(2)；

第二步，应用拉伸或压缩聚二甲基硅氧烷(PDMS)，向黑磷(BP)引入不同的应变，将其放置在SiO₂掩模氧化物层的顶部；

第三步，使用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)用电子束光刻定义源极和漏极接触，并且使用物理气相淀积法来沉积Ti和Au；

第四步，将电压施加到p⁺掺杂的硅作为背栅，其可以电调制器件。

3.根据权利要求2所述的基于黑磷的p-n光电检测器，其特征在于，所述第一步中的SiO₂掩模氧化物层(2)的厚度是50nm。

4.根据权利要求2所述的基于黑磷的p-n光电检测器，其特征在于，所述第二步中的向黑磷引入不同的应变是有两个方向的，分别为锯齿形方向和扶手椅方向。

5.根据权利要求2所述的基于黑磷的p-n光电检测器，其特征在于，所述第三步中的使用物理气相淀积法来沉积Ti和Au，是在100℃条件下使用电子束蒸发沉积5nm Ti和50nmAu。