[发明专利]光电探测器及其制备方法

说明书

本发明公开了光电探测器及其制备方法，该光电探测器包括绝缘衬底；第一电极和第二电极，第一电极和第二电极相互间隔设置在绝缘衬底上；锡掺杂氧化钼/硅异质结结构，锡掺杂氧化钼/硅异质结结构连接第一电极和第二电极，锡掺杂氧化钼/硅异质结结构为锡掺杂氧化钼层和硅层形成的异质结。根据本申请实施例的光电探测器，至少具有如下有益效果：本方案所提供的光电探测器通过锡掺杂氧化钼在其中引入杂化能级，实现红外光的高吸收率，并且将掺杂后的氧化钼进一步和硅形成具有理想界面的二维材料异质结，锡掺杂氧化钼/硅异质结界面可以形成内建电场，有效分离光生电子空穴对，从而使得近红外光电探测器具备超快的响应时间。

技术领域

本申请涉及半导体光电器件技术领域，尤其是涉及光电探测器及其制备方法。

背景技术

二维材料是一大类材料的统称，与传统的光电材料相比，二维材料具有很多优异且奇特的性质，比如超薄的原子层厚度、随厚度可调的带隙结构、优异且各向异性的光电性质，基于二维材料的光电器件已得到了大量研究。其中，层状的二维氧化钼(α-氧化钼)作为一种宽带隙半导体材料，在光电设备中占有重要的地位和应用。其本征宽带隙的结构将其光谱范围限定在紫外波段，无法实现对近红外波段光的检测，但可以通过掺入杂质能级来实现对红外波长区域的光吸收，因而基于掺杂氧化钼制备的红外光电探测器引起了广泛的研究兴趣。其中，通过锡掺杂二维氧化钼引入杂质能级，能够实现对红外区域的高光吸收率，同时提高其导电率，实现对红外光的高效探测，但实践中发现，这类光电探测器的响应速度仍然较慢。

发明内容

本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本申请提出一种具有优异响应速度的光电探测器及其制备方法。

本申请的第一方面，提供一种光电探测器，该光电探测器包括：

绝缘衬底；

第一电极和第二电极，第一电极和第二电极相互间隔设置在绝缘衬底上；

锡掺杂氧化钼/硅异质结结构，锡掺杂氧化钼/硅异质结结构连接第一电极和第二电极，锡掺杂氧化钼/硅异质结结构为锡掺杂氧化钼层和硅层形成的异质结。

根据本申请实施例的光电探测器，至少具有如下有益效果：

本方案所提供的光电探测器通过锡掺杂氧化钼在其中引入杂化能级，实现红外光的高吸收率，并且将掺杂后的氧化钼进一步和硅形成具有理想界面的二维材料异质结，锡掺杂氧化钼/硅异质结界面可以形成内建电场，有效分离光生电子空穴对，从而使得近红外光电探测器具备超快的响应时间。

在本申请的一些实施方式中，绝缘衬底上包括依次搭接的第一电极、硅层、锡掺杂氧化钼层和第二电极。

在本申请的一些实施方式中，硅层为多层单晶硅。

在本申请的一些实施方式中，硅层的厚度为30～300nm。

在本申请的一些实施方式中，锡掺杂氧化钼层为多层单晶锡掺杂氧化钼。

在本申请的一些实施方式中，锡掺杂氧化钼层的层数为2～100层。

在本申请的一些实施方式中，第一电极和第二电极为金属电极。

在本申请的一些实施方式中，金属电极的材料为金、银、铝中的至少一种。

在本申请的一些实施方式中，第一电极和第二电极的厚度为50～150nm。

本申请的第二方面，提供光电探测器的制备方法，该制备方法中锡掺杂氧化钼层由热蒸发蒸镀技术制备得到。