公开(公告)号：CN116247119A

公开(公告)日：2023-06-09

申请号：CN202310325882.8

申请日：2023-03-30

Applicant: 中国科学院上海技术物理研究所

Inventor： 王林 ,  姚晨禹 ,  王东 ,  姜梦杰 ,  陈效双

IPC: H01L31/109 ,  H01L31/18 ,  H01L31/032 ,  H01L31/0352 ,  H01L31/0203 ,  H01L31/0224 ,  H01L31/0236 ,  H01L31/02 ,  H01L23/66

Abstract: 本发明公开了一种特殊偶极子天线的室温拓扑绝缘体异质结光电探测器。器件制备步骤是将化学气相沉积生长的锗铋碲转移到有二氧化硅氧化层的高阻硅衬底上，然后采用干法转移碲化铋材料与锗碲铋形成异质结，再利用紫外光刻技术制作源、漏电极，并利用紫外光刻、电子束蒸发、剥离等工艺，制备成具有特殊天线结构的拓扑绝缘体异质结光电探测器。利用独特的天线结构，将太赫兹场集中在入射器件上，实现亚波长尺度光子结构控制下的集体等离激元振荡效率和吸收的增强，大幅提高光电探测器的灵敏度。所述的光电探测器在太赫兹波段体现了超高的响应率和较宽的响应谱。本发明的优点是探测率高，响应快，宽谱响应，功耗低和便于集成。

公开(公告)号：CN116314428A

公开(公告)日：2023-06-23

申请号：CN202310325851.2

申请日：2023-03-30

Applicant: 中国科学院上海技术物理研究所

Inventor： 王林 ,  姚晨禹 ,  姜梦杰 ,  王东 ,  陈效双

IPC: H01L31/112 ,  H01L31/18 ,  H01L31/0304 ,  H01L31/0352 ,  H01L31/0224 ,  H01L31/02 ,  H01L23/66

Abstract: 本发明公开的是基于InGaAs/AlGaAs的太赫兹阵列探测器件，在GaAs衬底上依次生长GaAs缓冲层、AlxGa1‑xAs缓冲层、AlxGa1‑xAs势垒层、Si的δ掺杂底层、AlxGa1‑xAs的隔离层、InxGa1‑xAs的沟道层、AlxGa1‑xAs的隔离层、Si的δ掺杂层、AlxGa1‑xAs势垒层、未掺杂的AlAs层、未掺杂的GaAs层、掺杂Si的AlAs势垒层和掺杂Si的GaAs帽层。源极、漏极分别于GaAs缓冲层以及各个势垒层两端接触形成欧姆接触，并在沟道层之间形成的二维电子气通道。其主要特征是InGaAs/AlGaAs形成的二维电子气具有非常高的电子迁移率，并可与太赫兹波产生等离子共振，增强了太赫兹波的吸收，并提高了光电转换效率。本发明的优点是设计的阵列器件不仅可以实现较高的响应，还实现了较优秀的均匀性特征，以此为基础的线阵列芯片利于大规模集成拓展。

公开(公告)号：CN116613239A

公开(公告)日：2023-08-18

申请号：CN202310331550.0

申请日：2023-03-30

Applicant: 中国科学院上海技术物理研究所

Inventor： 王林 ,  王东 ,  姚晨禹 ,  姜梦杰 ,  陈效双

IPC: H01L31/112 ,  H01L31/18 ,  H01L31/0304 ,  H01L31/0352 ,  H01L31/0203 ,  H01L31/0224 ,  H01L31/02 ,  H01L23/66

Abstract: 本发明公开了一种基于栅极肖特基接触的GaN HEMT太赫兹探测器。器件制备工艺主要包括：ICP刻蚀、紫外光刻、热蒸发、退火、电子束蒸发、剥离等。器件结构自下而上依次为：蓝宝石衬底、AlGaN过渡层、GaN缓冲层、AlN间隔层、AlGaN势垒层、GaN帽层。GaN/AlGaN异质界面的二维电子气具有超高的电子迁移率，且可与太赫兹波相互作用，产生等离子共振，增强对太赫兹辐射的吸收。此外，该器件集成了对数天线优异的场强耦合效果，并可以通过肖特基接触栅极实现器件开关与太赫兹响应的调控。本发明制作工艺简单、功耗低、栅控性能优异，可以实现室温下的高性能太赫兹探测。

公开(公告)号：CN116454156A

公开(公告)日：2023-07-18

申请号：CN202310325905.5

申请日：2023-03-30

Applicant: 中国科学院上海技术物理研究所

Inventor： 王林 ,  姜梦杰 ,  张凯旋 ,  姚晨禹 ,  陈效双

IPC: H01L31/102 ,  H01L31/18 ,  H01L31/028 ,  H01L31/0352 ,  H01L31/0203 ,  H01L31/0224 ,  H01L31/0236 ,  H01L31/02 ,  H01L23/66

Abstract: 本发明公开了一种网格状天线集成的石墨烯太赫兹探测器及其制备方法。器件制备步骤主要将单层石墨烯转移到硅/二氧化硅衬底上，然后通过标准的紫外光刻、电子束蒸发制备网格状天线，氧离子刻蚀工艺去除多余的石墨烯，最后利用引线键合工艺得到网格状天线集成的石墨烯太赫兹探测器。器件结构自下而上依次为：第一层是本征硅衬底、第二层是氧化物层、第三层是石墨烯和网格天线电极。通过网格天线与石墨烯构成太赫兹探测器，可以从微观原子层面上调节沟道内载流子分布，并借助独特的网格天线达到对太赫兹光场的高效聚焦，最终实现室温下高灵敏的太赫兹探测。本发明的优点是探测器的响应速度快、室温下自驱动工作、噪声等效功率小和可大规模集成。

公开(公告)号：CN116169189A

公开(公告)日：2023-05-26

申请号：CN202111412778.X

申请日：2021-11-25

Applicant: 中国科学院上海技术物理研究所

Inventor： 王林 ,  沈家忠 ,  姚晨禹 ,  姜梦杰 ,  陈效双

IPC: H01L31/0232 ,  H01L31/028 ,  H01L31/032 ,  H01L31/109 ,  H01L31/18 ,  H01Q1/22 ,  G01J1/42 ,  G02B5/00

Abstract: 本发明公开了一种碲化镍‑石墨烯异质结构太赫兹探测器及制备方法。器件制备步骤是将机械剥离的碲化镍和石墨烯分别转移到本征高阻硅衬底上形成异质结，利用紫外光刻技术制作源、漏电极，并利用电子束蒸发和超声引线等工艺，制备成具有周期对数天线结构的碲化镍‑石墨烯异质结构探测器。通过构造具有周期对数的金属结构天线，诱导表面等离子体共振，将太赫兹入射光子耦合到异质结表面，增强入射电磁波与材料的相互作用，实现室温高灵敏的太赫兹宽谱吸收，同时利用二维材料异质结抑制器件暗电流，从而显著增强了探测器的源漏电流，大幅提高了器件的响应率和降低了等效噪声功率。本发明的优点是高响应率，快速响应，低噪声和方便集成化。

公开(公告)号：CN116169187A

公开(公告)日：2023-05-26

申请号：CN202111408339.1

申请日：2021-11-25

Applicant: 中国科学院上海技术物理研究所

Inventor： 王林 ,  王雪妍 ,  姚晨禹 ,  姜梦杰 ,  陈效双

IPC: H01L31/0224 ,  H01L31/028 ,  H01L31/113 ,  H01L31/18

Abstract: 本发明公开了一种铁电调控下的石墨烯太赫兹探测器及制备方法。器件制备步骤是将机械剥离的石墨烯转移到本征高阻硅衬底上，利用紫外光刻技术和电子束蒸发制作源、漏电极，采用干法定点转移技术将机械剥离的CuInP2S6从聚二甲基硅氧烷(PDMS)转移到高阻硅衬底上，利用电子束曝光技术和电子束蒸发制作栅电极，并利用超声引线等工艺，制备出铁电调控下的石墨烯太赫兹探测器。通过构造具有蝶形的金属结构天线，在铁电材料的调控下，实现室温高灵敏的太赫兹宽谱吸收，从而显著增强了探测器的源漏电流，大幅提高了器件的信噪比和探测能力。基于铁电调控下的石墨烯太赫兹探测器在太赫兹波段体现了很高的灵敏度。本发明的优点是响应率高，响应快，功耗低和便于集成化。