【摘 要】
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近年来,二维过渡金属硫族化合物（TMDCs）因极薄的尺寸以及优秀的电学与光学性能而备受关注。硫化钼（MoS2）是研究最广泛的TMDCs之一,它具有较高的迁移率、良好的光吸收性质以及可调的带隙,是光电子器件中的理想材料。PN结是光电子器件中的基本结构,掺杂技术是制备高性能PN结的关键。本文对水平同质PN结光探测器进行了设计,并使用L-edit软件绘制了相应的版图。版图中包括不同沟道长度的PN结、场效
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近年来,二维过渡金属硫族化合物（TMDCs）因极薄的尺寸以及优秀的电学与光学性能而备受关注。硫化钼（MoS2）是研究最广泛的TMDCs之一,它具有较高的迁移率、良好的光吸收性质以及可调的带隙,是光电子器件中的理想材料。PN结是光电子器件中的基本结构,掺杂技术是制备高性能PN结的关键。本文对水平同质PN结光探测器进行了设计,并使用L-edit软件绘制了相应的版图。版图中包括不同沟道长度的PN结、场效应晶体管、不同基区宽度的NPN管与PNP管以及连接PN结与NPN管的电路。此外,在版图的设计中完成了对准标记精度的优化。对CVD制备MoS2的工艺进行了优化,并使用优化后的参数制备MoS2薄膜。所制备的MoS2薄膜的拉曼光谱中122)峰与12)峰的间距为18.09cm-1,PL谱中的峰位于683.23nm（1.81e V）处,AFM测试结果表明薄膜厚度为0.68nm。以上表征结果表明MoS2薄膜为单层。在经过光刻、氮等离子体掺杂以及电子束蒸发等步骤后,制备出了基于MoS2的水平同质PN结光探测器及电路。测试结果表明,MoS2水平同质PN结的整流比为102,当反向偏置电压为10V时,水平同质结光探测器光电流与暗电流的比值在102以上,光响应度为4.85A/W,响应时间为0.02s。同时,基于MoS2的双极性晶体管能将光电二极管的电流放大100倍。本文采用氮等离子体实现了对MoS2的选择性掺杂,制备了MoS2水平同质结光探测器,为基于二维过渡金属硫族化合物水平同质结器件和电路的设计与制备提供了有益探索。
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