[发明专利]一种基于金属相MoTe2

说明书

本发明属于光电探测技术领域，具体为一种基于金属相MoTe₂的宽光谱InGaAs探测器及其制备方法。本发明的制备方法包括：InP衬底上生长n型InP缓冲层；在n型InP层上生长本征InGaAs层；在InGaAs层上淀积SiO₂介质层；选择性刻蚀SiO₂介质层形成刻蚀孔；将二维金属相MoTe₂材料转移并覆盖该刻蚀孔；选择性刻蚀外延材料；在金属相MoTe₂和n型InP上沉积金属电极。本发明利用金属相碲化钼与InGaAs材料能够形成肖特基光电二极管，实现快速的光电探测；原子层级的金属相碲化钼具有极好的光学透过性，使光子进入InGaAs层，以增加InGaAs层材料的光吸收；本发明探测器能够实现宽光谱的探测。

技术领域

本发明属于光电探测技术领域，具体涉及一种InGaAs探测器及其制备方法。

背景技术

传统的铟镓砷探测器芯片多为PIN结构的InP/InGaAs/InP材料，该结构的特点使其在近红外波段内拥有良好的光电性能，这使其在军民领域有着广泛的应用价值。因为InGaAs材料的吸收截至波长位于1.7 μm附近，这意味着InGaAs材料本身的吸收波段会覆盖波长更短的可见光甚至紫外光，但是由于传统结构上InP衬底和InP帽层的吸收作用，抑制了PIN InGaAs探测器对可见光、甚至紫外光的响应，结果导致传统结构的InGaAs探测器无法探测紫外、可见波段的目标，无法获得更多的可见光信息。对于某些需要覆盖可见光和短波红外的应用，需要多个分离的探测器和探测系统进行探测，导致探测系统复杂，系统尺寸和重量较大等缺点。因此一种新型结构宽波段响应的铟镓砷探测器，既能够丰富目标光谱信息，又能够简化多光谱或者宽广谱探测系统，是人们所期待的。

发明内容

基于上述提到的问题和发展需求，本发明提出了一种基于金属相MoTe₂的宽光谱InGaAs探测器及其制备方法，不仅能够探测传统PIN InGaAs探测器覆盖的近红外光区域，而且能够将探测波段延伸到可见光波段，实现可见至近红外区域的同时探测。

本发明提出的基于金属相MoTe₂的宽光谱InGaAs探测器的制备方法，具体步骤为：

（1）InP衬底上生长n型InP缓冲层；

（2）在n型InP层上生长本征InGaAs层；

（3）在InGaAs层上淀积SiO₂介质层；

（4）选择性刻蚀SiO₂介质层形成刻蚀孔；

（5）将二维金属相MoTe₂材料转移并覆盖该刻蚀孔；

（6）选择性刻蚀外延材料；

（7）在金属相MoTe₂和n型InP上沉积金属电极。

优选地，步骤（1）中所述的n型InP缓冲层厚度为0.2 μm ~ 3 μm，掺杂浓度为1×10¹⁸ cm^-3 ~ 5×10¹⁸ cm^-3，掺杂元素为硅。

优选地，步骤（2）中所述的本征InGaAs层厚度为0.5 μm ~ 3 μm。

优选地，步骤（3）中所述的SiO₂介质层厚度为90 nm ~ 300 nm。

优选地，步骤（5）中所述的二维金属相MoTe₂材料，其厚度为1 nm ~ 10 nm，原子层数为1 ~ 10层。

优选地，步骤（5）中所述的金属相MoTe₂与刻蚀孔内裸露的InGaAs材料接触，并形成良好的异质结接触。