中文
English

在當今的光電探測器領域，二維(2D)材料因其獨特的物理和化學性質而備受關注。尤其是2D材料與硅(Si)結合形成的范德華(vdW)異質結，因其潛在的高性能光電特性而成為研究熱點。然而，現有技術在實現這些異質結的精確圖案化和大規模生產方面仍面臨挑戰。

傳統的光刻技術在制備2D材料/Si異質結時存在一些局限性，包括復雜的多步驟工藝、對襯底的損傷以及難以實現高精度圖案化。此外，如何在同一襯底上實現不同材料的精確堆疊和界面優化，以獲得更高的光電性能，也是一個技術難題。

針對以上問題，電子科技大學電子薄膜與集成器件國家實驗室李春教授課題組利用了澤攸科技的無掩膜光刻機成功制備了PtTe2/WS2/金字塔狀Si異質結構光探測器。該探測器具有半共形界面，表現出了很高的響應度（1.1A/W）、快速響應速度（上升時間53μs，衰減時間64μs）和大的線性動態范圍（72dB）。

相關研究成果以"PtTe2/WS2/Pyramidal-Si van der Waals Heterojunction with Semiconformal Interfaces toward High-Performance Photodetectors"發表在了期刊《ACS Photonics》上。

設備的制造過程和特性示意圖

研究中，研究人員首先介紹了使用澤攸科技無掩膜光刻機定義SiO2層的過程，該層用于后續金字塔狀Si結構的形成。通過精確控制光刻過程，研究人員能夠在Si晶片上創建出規則的金字塔結構，為后續2D材料的轉移和異質結的形成提供了理想的平臺。

接著研究人員利用濕法轉移技術將單層WS2薄膜精確地放置在金字塔狀Si結構上，之后通過磁控濺射技術在WS2薄膜上沉積Pt薄膜，并通過等離子體增強碲化過程將其轉化為PtTe2，完成了異質結構的構建。

PtTe2/WS2/金字塔狀硅異質結構的光電檢測性能

研究表明，所制備的PtTe2/WS2/金字塔狀Si異質結光電探測器展現出了優異的性能，包括高響應度、快速響應速度和大線性動態范圍。這些特性的實現，部分歸功于無掩膜光刻技術在精確圖案化方面的貢獻。

此外，研究人員還探討了異質結的光電檢測機制，包括載流子的傳輸和倍增效應，以及氣隙在提高探測器性能中的作用。通過這些深入的研究，該團隊不僅展示了無掩膜光刻機在異質結制備中的應用潛力，也為未來高性能光電探測器的發展提供了新的思路和方法。

澤攸科技無掩膜光刻機

在本研究中，澤攸科技的無掩膜光刻機在制備高性能PtTe2/WS2/金字塔狀Si異質結構光探測器方面發揮了重要作用，為二維材料與硅基異質結構光探測器的研究提供了新思路，其特點有：

1、納米壓電位移臺拼接技術：該技術使得設備在進行精細圖案加工時，能夠實現高精度的定位和拼接，這對于制造高性能MEMS器件至關重要。

2、紅光引導曝光：配備的紅光引導系統使得操作者能夠直觀地觀察到曝光區域，提高了加工的準確性和操作的直觀性。

3、所見即所得：操作界面設計直觀，用戶可以實時觀察到加工過程和結果，確保了加工的精確性和重復性。

4、OPC修正算法：內置的光學鄰近效應修正（OPC）算法能夠對光刻過程中可能出現的圖形失真進行修正，優化了圖形質量，提高了加工的準確性。

5、CCD相機逐場自動聚焦：配備的CCD相機能夠實現逐場自動聚焦，確保了在不同場次的加工過程中，圖像的清晰度和聚焦精度。

6、灰度勻光技術：通過精確控制曝光光源的分布，實現了更加均勻的曝光效果，這對于提高圖案的一致性和質量至關重要。