【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体光电探测器，特别涉及一种光电探测器及其制备方法。
技术介绍
1、iii族氮化物半导体材料拥有优良的光学、电学、热学、化学、机械性能，目前，ⅲ族氮化物光电器件和功率器件也得到了广泛研究。作为第三代半导体材料研究热点之一的gan材料电子迁移率高、热稳定性好、化学稳定性好，作为光电探测器可以实现紫外探测。
2、近年来，二维材料相比于体材料具有优异的电学、光学、机械性能，因此在催化、微电子、离子储存、光电子学领域的巨大潜力得到了研究发展。二硫化钼(mos2)作为最热门的二维材料之一，具有1.6ev的带隙，在光电探测器制备中展现了优异的性能。采用传统cvd的生长方法在gan上生长的二维mos2尺寸小且膜层随机生长，难以大规模制备器件，制约了二维mos2/gan的进一步发展。
技术实现思路
1、为了克服现有技术的上述缺点与不足，本专利技术的目的在于提供一种光电探测器的制备方法，磁控溅射设备联合cvd实现了gan上大尺寸二维mos2的生长，利用光刻结合ar等离子体刻蚀的方法实现了二维mos2图形化，制备得到高性能的光电探测器，且操作简单，适合基于二维mos2的光电探测器的大规模生产。
2、本专利技术的另一目的在于提供上述光电探测器的制备方法制备得到的光电探测器，构建了二维mos2/gan异质结探测器，利用了二维mos2材料与gan形成异质结，有效促进光生载流子的收集与输运，提高了材料的响应度与响应速度，并利用二维mos2禁带宽度较gan小，实现了宽光谱
3、本专利技术的目的通过以下技术方案实现：
4、一种光电探测器的制备方法，包括以下步骤：
5、(1)将gan/algan缓冲层/衬底进行彻底清洗后，通过icp刻蚀，得到具有分离台面的gan外延晶圆；
6、(2)将具有分离台面的gan外延晶圆转移至磁控溅射设备中，溅射薄层金属mo，得到mo/gan/algan缓冲层/衬底：
7、(3)将mo/gan/algan缓冲层/衬底转移至cvd炉中，放入s粉前驱体，进行高温硫化，得到二维mos2/gan/algan缓冲层/衬底：
8、(4)对二维mos2/gan/algan缓冲层/衬底进行匀胶、曝光、显影得到二维mos2图形化区域；对二维mos2图形化区域进行光刻胶涂敷保护，然后进行ar等离子体刻蚀，获得二维mos2图形化的二维mos2/gan/algan缓冲层/衬底；
9、(5)在二维mos2上制备au电极，在gan上制备的ti/au电极，得到光电探测器；所述ti/au电极从下到上依次为ti金属层和au金属层。
10、优选的，步骤(2)所述溅射薄层金属mo，具体工艺为：
11、溅射气压为0.4-0.8pa，溅射功率为30-50w，样品温度为100-200℃，气体氛围为ar气氛围，生长时间为3s-15s，溅射金属mo厚度为1-6nm。
12、优选的，步骤(3)所述进行高温硫化，具体生长工艺为：
13、生长距离为15-20cm，气压维持在大气压，n2氛围下生长，n2气流为5-100sccm，生长温度为650-750℃，升温速率为5-10℃/min，降温速率为5-10℃/min，保温时间为25-30min。
14、优选的，步骤(4)所述ar等离子体刻蚀的工艺具体为：
15、刻蚀时间为30-120min，等离子体强度为100-200w，刻蚀后在热丙酮浸泡0.8-1h，去除光刻胶。
16、优选的，步骤(4)所述进行匀胶、曝光、显影，具体工艺为：
17、先利用匀胶机旋涂正性光刻胶50-60s，转速为3000-4500rpm，经85-105℃加热处理2-3min进行前烘、深紫外光源曝光30-40s、显影60-65s。
18、优选的，步骤(5)所述在二维mos2上制备au电极，具体为：
19、将步骤(4)得到的二维mos2/gan/algan缓冲层/衬底进行匀胶50-60s；后将样品在85-105℃加热处理2-3min；进一步将烘干的样品进行深紫外光源曝光30-40s，曝光区域为au电极；接着将光刻后的样品显影60-65s，得到的样品转移至电子束蒸镀设备中进行au金属层的制备，然后置于70～80℃的丙酮浸泡0.8～1h，去除光刻胶区域的au金属层。
20、优选的，步骤(5)所述在gan上制备ti/au电极，具体为：
21、将制备完au电极的样品进行匀胶50-60s；后将样品在85-105℃加热处理2-3min；进一步将烘干的样品进行深紫外光源曝光30-40s，曝光区域为au电极；接着将光刻后的样品显影60-65s，得到的样品转移至电子束蒸镀设备中依次蒸镀金属ti和金属au，然后置于70～80℃的丙酮浸泡0.8～1h，去除光刻胶区域的金属层。
22、一种光电探测器，由所述的光电探测器的制备方法制备得到，由下至上依次包括衬底、algan缓冲层、gan层、二维mos2层、au电极；所述二维mos2层部分覆盖在gan层上，gan层上设置有ti/au电极。
23、优选的，所述gan层的厚度为200-500nm；所述二维mos2层的厚度为1-10nm；所述au电极的厚度为100-200nm；所述ti/au电极中ti金属层的厚度为30～60nm，au金属层的厚度为80～150nm。
24、优选的，所述衬底为si、sic或蓝宝石衬底。
25、优选的，步骤(1)所述icp刻蚀，具体为：刻蚀厚度为200-500nm。
26、优选的，所述薄层金属mo的厚度为1-6nm。
27、与现有技术相比，本专利技术具有以下优点和有益效果：
28、(1)本专利技术的光电探测器的制备方法，用磁控溅射设备联合cvd实现了gan上大尺寸二维mos2的生长，利用光刻结合ar等离子体刻蚀的方法实现了二维mos2图形化，制备得到高性能的光电探测器，且操作简单，适合基于二维mos2的光电探测器的大规模生产。
29、(3)本专利技术的光电探测器的制备方法，在cvd高温硫化制备二维mos2后进行ar等离子体刻蚀，实现了mos2的图形化制备，避免了传统先刻蚀后进行cvd高温硫化导致的mos2高温随机扩散的现象，有利于进一步的光电探测器制备。(4)本专利技术构建了二维mos2/gan异质结探测器，利用了二维mos2材料与gan形成异质结，有效促进光生载流子的收集与输运，提高了响应度与响应速度，并利用二维mos2禁带宽度较gan小，实现了宽光谱探测器。
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1.一种光电探测器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的光电探测器的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述溅射薄层金属Mo，具体工艺为：
3.根据权利要求1所述的光电探测器的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述进行高温硫化，具体生长工艺为：
4.根据权利要求1所述的光电探测器的制备方法，其特征在于，步骤(4)所述Ar等离子体刻蚀的工艺具体为：
5.根据权利要求1所述的光电探测器的制备方法，其特征在于，步骤(4)所述进行匀胶、曝光、显影，具体工艺为：
6.根据权利要求1所述的光电探测器的制备方法，其特征在于，步骤(5)所述在二维MoS2上制备Au电极，具体为：
7.根据权利要求1所述的光电探测器的制备方法，其特征在于，步骤(5)所述在GaN上制备Ti/Au电极，具体为：
8.一种光电探测器，其特征在于，由权利要求1～7任一项所述的光电探测器的制备方法制备得到，由下至上依次包括衬底、AlGaN缓冲层、GaN层、二维MoS2层、Au电极；所述二维MoS2层部分覆盖在GaN层上，G
9.根据权利要求8所述的光电探测器，其特征在于，所述GaN层的厚度为200-500nm；所述二维MoS2层的厚度为1-10nm；所述Au电极的厚度为100-200nm；所述Ti/Au电极中Ti金属层的厚度为30～60nm，Au金属层的厚度为80～150nm。
10.根据权利要求8所述的光电探测器，其特征在于，所述衬底为Si、SiC或蓝宝石衬底。
...【技术特征摘要】
1.一种光电探测器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的光电探测器的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述溅射薄层金属mo，具体工艺为：
3.根据权利要求1所述的光电探测器的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述进行高温硫化，具体生长工艺为：
4.根据权利要求1所述的光电探测器的制备方法，其特征在于，步骤(4)所述ar等离子体刻蚀的工艺具体为：
5.根据权利要求1所述的光电探测器的制备方法，其特征在于，步骤(4)所述进行匀胶、曝光、显影，具体工艺为：
6.根据权利要求1所述的光电探测器的制备方法，其特征在于，步骤(5)所述在二维mos2上制备au电极，具体为：
7.根据权利要求1所述的光电探测器的...
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