摘要：摩尔定律预测在集成电路上会按照这样的节奏：容纳元器件的数目差不多每隔2年就会增加一倍，随之性能也会提升。近年来，半导体器件的工艺以及半导体的材料一直被科学家们进行研究，从第一代的硅基材料到第三代的不同元素合成的半导体化合物材料的探索研究，都是为了满足时代发展的要求，各种应用上的需求使得半导体产业在价格成本和性能提升上越来越被关注。在摩尔定律时代，一般从图形转移、新材料及工艺、工艺波动、新结构和工艺整合及良率提升这五个技术方面突破挑战来适应摩尔定律的发展要求。在摩尔定律时代后期，增长速度不断变缓。这些传统的硅基材料的发展在光电探测器中已经要达到摩尔定律的极限。在后摩尔时代需要新的创新，可以从新结构、新材料、新的工艺设计方面进行技术革新。本论文就是主要基于新型低维材料二维材料二硒化钨来对光电器件做出制备和研究【1】。二维材料如二硒化钨过渡金属硫化物等低维材料应用在光电探测器上由于其物理性质等方面的优点可以很好实现更高性能的光电探测。同时量子点作为光吸收剂，可以将已经完成和短健配体四丁基碘化铵（TBAI）进行过交换的硫化铅胶体量子点和二维材料二硒化钨（WSe2）进行复合构成器件，而二维材料二硒化钨的载流子迁移率较高，这样就可以将光载流子注入到具有高载流子迁移率的二硒化钨薄膜中流动。而硫化铅胶体量子点可以作为光敏层使用，与二硒化钨构成p-n结，弥补二维二硒化钨薄层材料的超薄特性引起的光吸收能力弱的问题，并且胶体量子点具有量子尺寸效应以及带隙可调光谱范围宽等优良的光电特性【2】。因此硫化铅量子点和二硒化钨材料半导体复合制备的光电探测器将会有着很好的性能，且可以应用在实际商业生产应用上，之后通过对基于硫化铅量子点/二硒化钨(WSe2）复合结构的光电探测器件进行光谱响应时间和范围测试，以及测出复合结构器件的输出特性曲线和转移特性曲线，对它们在实际应用中光电探测器件的性能做分析，为未来实际商业应用和工业生产提供理论实验基础。

关键词：红外光电探测器；二维材料二硒化钨；硫化铅胶体量子点

目  录

摘  要

ABSTRACT

第一章 绪论-7

1.1 光电探测器的发展历程-7

1.2 二维过渡金属化合物二硒化钨-8

1.21 二硒化钨的性质-9

1.22 二硒化钨的制备-10

1.3 硫化铅量子点-11

1.3.1 量子点的发展历程-11

1.3.2 量子点性质-11

1.3.3 制备方法-12

1.3.4 配体交换提高迁移率-12

1.4 课题研究内容安排-13

第二章 光电探测器-13

2.1 光电探测器的性能参数-13

2.1.1 灵敏度-13

2.1.2 工作波长（光谱响应范围）-14

2.1.3 响应度（响应率）-14

2.1.4 响应速度（响应时间）-14

2.1.5 暗电流-14

2.1.6 量子效率（外量子效率和内量子效率）-15

2.1.7 比探测率-15

2.2 光电探测器的工作原理-15

第三章 实验步骤和原理-16

3.1 晶圆硅片表面处理-17

3.2 二硒化钨和量子点样品材料制备-17

3.3 涂胶甩胶过程-17

3.4 掩膜版图形制作-18

3.5 曝光显影-18

3.6 刻蚀-18

3.7蒸金镀膜-18

3.8 去胶-19

第四章 基于（2D）二硒化钨/硫化铅胶体量子点（PbS QD）光电探测器-19

4.1 二硒化钨材料表征-19

4.2 拉曼光谱和光致发光光谱表征-20

4.3 基于硫化铅量子点/二硒化钨复合结构的光电探测器-21

4.3.1三层二硒化钨光电探测器件的测试-22

4.3.2硫化铅量子点和二硒化钨复合结构光电探测器件测试-23

4.4 光谱测试-24

4.5 光响应时间-25

第五章 总结-27

致谢-28

参考文献-29