[发明专利]一种室温可调控的亚太赫兹波探测器及制备方法有效

申请号：	201610894003.3	申请日：	2016-10-13
公开（公告）号：	CN106374006B	公开（公告）日：	2018-06-29
发明（设计）人：	王林;刘昌龙;唐伟伟;郭万龙;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：	H01L31/102	分类号：	H01L31/102;H01L31/0224;H01L31/028;H01L31/18
代理公司：	上海新天专利代理有限公司 31213	代理人：	郭英
地址：	200083 ***	国省代码：	上海;31
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摘要：	本发明公开了一种室温可调控的亚太赫兹波探测器及制备方法，以具有高迁移率且载流子浓度可调的石墨烯场效应晶体管为基本结构单元，场效应晶体管具有一组亚太赫兹波耦合天线的源漏电极和劈裂栅极。所述探测器在蓝宝石衬底上集成对数周期天线以及相应的引线电极；在天线间距中转移的石墨烯导电沟道；在石墨烯导电沟道上有氧化铝栅介质层，最后，在石墨烯导电沟道的氧化铝栅介质层上集成劈裂栅极以及相应的引线电极，实现可调控的亚太赫兹波探测。本发明的优点在于：高速、宽频、响应高且可调控的类光导与类光伏探测器；器件的集成度、工艺成熟及可重复性，为实现太赫兹探测器大规模应用奠定基础。
搜索关键词：	可调控导电沟道石墨烯探测器引线电极栅介质层氧化铝劈裂制备载流子石墨烯场效应晶体管场效应晶体管对数周期天线基本结构单元太赫兹探测器大规模应用光伏探测器高迁移率可重复性源漏电极耦合天线蓝宝石集成度可调的衬底光导宽频天线探测响应成熟
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【主权项】：

1.一种室温可调控的亚太赫兹波探测器，其特征在于：所述亚太赫兹波探测器在蓝宝石衬底(1)上集成对数周期天线(3)以及引线电极(2)，对数周期天线(3)的两臂分别与对应的引线电极(2)相连；在对数周期天线(3)的两臂中间有高迁移率且载流子浓度可调的石墨烯导电沟道(4)，石墨烯导电沟道(4)与对数周期天线(3)两臂互连，形成良好的欧姆接触；在石墨烯导电沟道(4)上有氧化铝栅介质层(5)；在石墨烯导电沟道的氧化铝栅介质层(5)上集成劈裂栅极(6)以及相应的引线电极(2)；所述的蓝宝石衬底(1)的厚度0.5～1mm；所述的对数周期天线(3)为金膜，尺寸为：外半径1～2mm，厚度100～200nm；所述的引线电极(2)为金电极，厚度200～400nm；所述的石墨烯导电沟道(4)长度为5～10μm，迁移率1000～10000cm2V‑1s‑1，载流子浓度1011～1014cm‑2；所述的氧化铝栅介质层(5)厚度为30～50nm；所述的劈裂栅极(6)为金膜，其线宽1～2.2μm，线间距500～600nm，厚度20～60nm。

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摘要：本发明涉及一种应力调控紫外多波长MSM光电探测器及其制备方法，利用外延于同一衬底上的两组完全应变超短周期超晶格结构完成紫外双波长的窄线宽探测，不仅极大地简化了双波段探测器件材料结构、生长过程及制备工艺，而且通过精确选择、高度集成，为多波长集成的彩色成像提供基础。本发明通过调控单周期超晶格的阱分子、垒分子层数，使二者达到共格界面附近力平衡状态并处于完全应变；设计生长两组完全应变的超短周期超晶格，可实现针对紫外光信号的双波长探测。本发明通过在外延衬底同一晶向生长不同阱垒比的多组超短周期超晶格，使多个带隙处于预设波长范围，可获得窄线宽的更多波长紫外探测，从而为集成多波长的彩色成像探测提供前提。

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摘要：本发明公开了一种室温可调控的亚太赫兹波探测器及制备方法，以具有高迁移率且载流子浓度可调的石墨烯场效应晶体管为基本结构单元，场效应晶体管具有一组亚太赫兹波耦合天线的源漏电极和劈裂栅极。所述探测器在蓝宝石衬底上集成对数周期天线以及相应的引线电极；在天线间距中转移的石墨烯导电沟道；在石墨烯导电沟道上有氧化铝栅介质层，最后，在石墨烯导电沟道的氧化铝栅介质层上集成劈裂栅极以及相应的引线电极，实现可调控的亚太赫兹波探测。本发明的优点在于：高速、宽频、响应高且可调控的类光导与类光伏探测器；器件的集成度、工艺成熟及可重复性，为实现太赫兹探测器大规模应用奠定基础。

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发明人：王林;刘昌龙;唐伟伟;郭万龙;陈效双;陆卫 -专利权人：中国科学院上海技术物理研究所
申请日： 2016-10-13 - 公布日： 2017-06-27 - 主分类号： H01L31/102
摘要：本专利公开了一种室温可调控的亚太赫兹波探测器，以具有高迁移率且载流子浓度可调的石墨烯场效应晶体管为基本结构单元，场效应晶体管具有一组亚太赫兹波耦合天线的源漏电极和劈裂栅极。所述探测器在蓝宝石衬底上集成对数周期天线以及相应的引线电极；在天线间距中转移的石墨烯导电沟道；在石墨烯导电沟道上有氧化铝栅介质层，最后，在石墨烯导电沟道的氧化铝栅介质层上集成劈裂栅极以及相应的引线电极，实现可调控的亚太赫兹波探测。本专利的优点在于高速、宽频、响应高且可调控的类光导与类光伏探测器；器件的集成度、工艺成熟及可重复性，为实现太赫兹探测器大规模应用奠定基础。

一种红外光敏二极管及其制备方法-201610303707.9
发明人：彭坤;刘开锋;刘红元 -专利权人：苏州智权电子科技有限公司
申请日： 2016-05-10 - 公布日： 2017-06-13 - 主分类号： H01L31/102
摘要：本发明公开了一种红外光敏二极管，包括硅衬底、第一陶瓷纤维层、第一电阻薄膜层、硫化锌层、碲镉汞层、第二电阻薄膜层、第二陶瓷纤维层、第一钝化保护层、第一电极、第二电极。第一电极的电极连接部依次穿过所述第一钝化保护层、所述第二陶瓷纤维层、所述碲镉汞层、所述硫化锌层与所述第一电阻薄膜层连接，所述第二电极的电极连接部依次穿过所述第一钝化保护层、所述第二陶瓷纤维层与所述第二电阻薄膜层连接。本发明的红外光敏二极管的制备方法结合了传统硅基技术上的大规模集成电路制造、以及先进的红外探测器原理，该红外二极管集成度高、加工成本低、稳定性好、工艺可靠性好。

一种基于石墨烯包覆SiC纳米线的紫外探测器-201410602352.4
发明人：郭丽伟;陈小龙;贾玉萍 -专利权人：中国科学院物理研究所
申请日： 2014-10-31 - 公布日： 2017-02-22 - 主分类号： H01L31/102
摘要：本发明公开了一种石墨烯包覆SiC纳米线的紫外探测器，该探测器包括SiO2/Si衬底(4)，所述SiO2/Si衬底(4)上的SiC纳米线(1)，包覆所述SiC纳米线(1)的石墨烯层(2)，所述SiC纳米线(1)和所述石墨烯层(2)纵向两端上的两端电极(3)，所述SiO2/Si衬底(4)背面的背栅电极(5)，以及分别在所述两端电极(3)和背栅电极(5)上的电极引线(6)。本发明提供了石墨烯包覆SiC纳米线的紫外探测器技术，综合利用了SiC纳米线微腔结构增强光与SiC的相互作用、抑制光生载流子的复合并促进光生载流子的转移效率，以及石墨烯优良电子输运特性带来的对光生载流子的超快响应的优势。

一种自驱动二维碲化钼同型异质结近红外光电探测器及其制备方法-201610551522.X
发明人：于永强;许克伟;耿祥顺;李智;罗林保 -专利权人：合肥工业大学
申请日： 2016-07-13 - 公布日： 2016-09-07 - 主分类号： H01L31/102
摘要：本发明公开了一种自驱动二维碲化钼同型异质结近红外光电探测器及其制备方法，其特征在于：是在N型半导体衬底的下表面设置有与N型半导体衬底呈欧姆接触的底电极，上表面覆盖有掩膜层；掩膜层为绝缘材料，在掩膜层的中央预留有通孔，在通孔内沉积有二维碲化钼薄膜，其与N型导体衬底接触，形成N‑N同型异质结；在碲化钼薄膜上表面设置有与碲化钼呈欧姆接触的顶电极。本发明的近红外光电探测器，制备工艺简单、技术成熟可靠，易于控制；所得器件具有高灵敏度、高速率、高探测率、自驱动等优异性能。

一种感光二极管及其CMOS图像传感器-201510503639.6
发明人：李世彬;陈乐毅;李杭倩;王美娟;张鹏;蒋亚东 -专利权人：电子科技大学
申请日： 2015-08-17 - 公布日： 2015-11-25 - 主分类号： H01L31/102
摘要：本发明实施例公开了一种感光二极管，包括第一掺杂区、第二掺杂区和第三掺杂区，第二掺杂区位于第一掺杂区和第三掺杂区之间，第一掺杂区和第三掺杂区的掺杂类型相反，第二掺杂区的掺杂浓度小于第一掺杂区和第三掺杂区的掺杂浓度，第三掺杂区上形成有黑硅层，该黑硅层为感光二极管的感光区域。本发明的实施例中，感光二极管中使用黑硅层作为感光区域，黒硅层对可见-近红外光的吸收率能达到近100%，大大提高了感光二极管对光的吸收率和灵敏度，并且结构简单。

基于单根氧化锌纳米线的光电响应探测器及制备方法-201310712821.3
发明人：许剑;程抱昌 -专利权人：南昌大学
申请日： 2013-12-23 - 公布日： 2014-07-16 - 主分类号： H01L31/102
摘要：一种基于单根氧化锌纳米线的光电响应探测器及制备方法，包含单根氧化锌纳米线、基板、金属电极、导线、聚合物封装层；在平整的基板上放置单根氧化锌纳米线，在其两端焊接金属电极，并在金属电极上焊接导线，将其放置在可控温的加热平台上加热2小时，使其固化并冷却后，用封装材料将单根氧化锌纳米线封装在基板上，接着放入在90℃恒温箱保温中10~12小时。本发明响应波长从200nm到900nm，光电流响应行为在可见光和近红外范围内，所以本发明的宽光谱光电响应探测器可以广泛地应用到工业生产中去。

基于高阻ZnO单晶的光电导型X射线探测器及其制备方法-201410014550.9
发明人：贺永宁;陈亮;赵小龙;刘晗;欧阳晓平 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2014-01-13 - 公布日： 2014-05-14 - 主分类号： H01L31/102
摘要：本发明公开了一种基于高阻ZnO单晶的光电导型X射线探测器，包括ZnO单晶基片，ZnO单晶基片的上表面镀有上电极及环形结构的保护环，上电极位于保护环的中部，保护环与上电极之间有均匀间隙，ZnO单晶基片的下表面镀有下电极，上电极及保护环自上到下依次均包括第一Al膜层及第一AZO膜层，下电极自上到下依次包括第二AZO膜层及第二Al膜层；相应的，本发明还提供了一种基于高阻ZnO单晶的光电导型X射线探测器的制备方法，本发明制备的基于高阻ZnO单晶的光电导型X射线探测器耐高压性强，同时具有低噪声的特性，并且成本低。

一种高增益可见和近红外硅基光电探测器及其制备方法-201410012447.0
发明人：吴强;赵丽;马寅星;杨明;陈战东;潘玉松;栗瑜梅;姚江宏;张心正;许京军 -专利权人：南开大学
申请日： 2014-01-02 - 公布日： 2014-04-09 - 主分类号： H01L31/102
摘要：本发明涉及一种具有高增益的可见和近红外硅基光电探测器制备方法，其是在n型衬底与n+型黑硅层之间形成n-n+结，该n-n+结经过快速热退火处理激活黑硅硫掺杂层中的硫杂质元素；该硫掺杂黑硅层增加了材料对可见和红外光的吸收；该硅基光电探测器器件工作在反偏电压下，硅基光电探测器器件吸收光子产生的光生电子-空穴对在电场的作用下分离，并向两边的电极运动，被电极收集后形成光电流，从而实现了光探测。本发明具有结构简单、工艺简单、易加工和易保存等优点，最突出的，该光电探测器在400nm-2500nm波长范围内，-5V偏压下的响应度均大于为1A／W，在低偏压下实现了高增益。

基于光子晶体限光效应的焦平面探测器结构的设计方法-201310591022.5
发明人：胡伟达;梁健;叶振华;陈效双;陆卫 -专利权人：中国科学院上海技术物理研究所
申请日： 2013-11-21 - 公布日： 2014-03-26 - 主分类号： H01L31/102
摘要：本发明公开了一种基于光子晶体限光效应的焦平面探测器结构的设计方法。在器件模拟中发现，在典型的n+-on-p平面结上进行刻蚀，形成周期性光子晶体，从而将占空比降低到0.4时，器件的量子效率能保持不变，而随着有效体积的减小，暗电流会下降70%。本发明的优点在于，该种利用光子晶体人工微结构的限光效应提高光吸收效率并降低暗电流的HgCdTe中长波红外焦平面探测器结构，在维持原有的光响应特性不变的情况下，由于暗电流的降低，而提高了器件的整体性能，同时这种周期性结构与焦平面阵列相兼容，显著降低红外焦平面探测器的读出电路的制作难度。

专利分类

H 电学

H01 基本电气元件
H01L 半导体器件；其他类目中不包括的电固体器件
H01L31-00 对红外辐射、光、较短波长的电磁辐射，或微粒辐射敏感的，并且专门适用于把这样的辐射能转换为电能的，或者专门适用于通过这样的辐射进行电能控制的半导体器件；专门适用于制造或处理这些半导体器件或其部件的方法或
H01L31-02 .零部件
H01L31-0248 .以其半导体本体为特征的
H01L31-04 .用作转换器件的
H01L31-08 .其中的辐射控制通过该器件的电流的，例如光敏电阻器
H01L31-12 .与如在一个共用衬底内或其上形成的，一个或多个电光源，如场致发光光源在结构上相连的，并与其电光源在电气上或光学上相耦合的

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[发明专利]一种室温可调控的亚太赫兹波探测器及制备方法有效

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