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铟硒化物的应用

发布日期:2020/10/18 17:57:02

背景及概述[1][2]

铟硒化物又叫硒化铟。硒化铟是典型的二维层状半导体材料,带隙范围为1.24-1.54eV,具体的带隙范围取决于层数。硒化铟薄膜具有优异的电子和光电特性。对于硒化铟物理性质的研究已经付出了相当大的努力。已有报道已经证明,暴露于环境条件下的二维材料器件由于界面引起的额外的散射而显著的降低了载流子迁移率。

晶体管制造[1]

高k电介质可以有效的屏蔽二维场效应晶体管的库伦杂质散射(CI)。多层硒化铟晶体管显示出高场效应迁移率,AlO电介质可以降低库伦散射。硒化铟场效应晶体管的电学稳定性在实际应用中起着至关重要的作用,而电学稳定性体现在传输特性的滞后作用中。如何提高硒化铟晶体管的场效应电子迁移率,降低其滞后,提高硒化铟晶体管的器件性能,从而推动硒化铟晶体管的应用范围,是业内人员急需解决的问题。

CN201811087125.7公开了一种硒化铟晶体管及其制造方法,该晶体管中将高k的氧化铪与硒化铟夹在双层的聚合物PMMA中,使得沟道的界面情况得到极大的改善,使得硒化铟晶体管可以实现高场效应电子迁移率和极小的滞后,极大提高了器件性能。本发明的硒化铟晶体管的制造方法,包括如下步骤:准备半导体衬底;在半导体衬底上形成栅极;在栅极上沉积复合介质层;在复合介质层上形成二维半导体层;在半导体层上形成源/漏电极;在半导体层和源/漏电极上形成第三介质层,形成硒化铟晶体管。图1为本发明的硒化铟晶体管的结构示意图。

应用[2-3]

CN201810226345.7涉及基于二维硒化铟和黑磷的范德瓦尔斯异质结的光探测器及其制备,该光探测器包括硅衬底和设置于硅衬底上面的二氧化硅氧化层,二氧化硅氧化层上设置有p型黑磷层,p型黑磷层上面设置有n型硒化铟层,p型黑磷层和n型硒化铟层构成范德瓦尔斯p-n异质结;n型硒化铟层上设置有漏极电极,所述p型黑磷层上设置有源极电极,硅衬底上与二氧化硅氧化层相对的一面设置有栅极电极。

本发明中n型硒化铟与p型黑磷形成p-n异质结,界面处内建电场可以实现电子和空穴载流子的快速分离,减小载流子复合几率进而减小器件暗电流,有利于降低探测器噪声和提高响应速度。

CN201611089265.9公开了一种基于硒化铟/硅的光电探测器及制备方法,该探测器自下而上依次具有底电极、n型硅基体和开有硅窗口的二氧化硅隔离层,二氧化硅隔离层的上表面覆盖顶电极;顶电极的上表面覆盖硒化铟薄膜,硒化铟薄膜分别与顶电极内侧壁、二氧化硅隔离层上表面、二氧化硅隔离层内侧壁和硅窗口的上表面接触;硒化铟薄膜与n型硅基体接触形成硒化铟/硅异质结。

本发明中制备出的γ‐In2Se3材料的薄膜具有窄直接带隙和可见光范围的高吸收系数,该种探测器显示出开关比可达1570的高光电响应,较短响应时间和长期稳定性,此外该光电探测器表现出从紫外到近红外的宽光谱响应特性,这些优异的性能都给更高效的硒化铟/硅光电探测器带来了研究和市场化前景。

主要参考资料

[1] CN201811087125.7 一种硒化铟晶体管及其制造方法

[2] CN201810226345.7基于二维硒化铟和黑磷的范德瓦尔斯异质结的光探测器及其制备

[3] CN201611089265.9基于硒化铟/硅的光电探测器及制备方法

[4]韦丁. 硒化铟和钛酸铟纳微结构调控与光催化制氢性能[D].北京理工大学,2015.

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