陳昇暉

隨著自駕車、3D感測、消費性電子產業的興起，紅外光檢測器市場需求大幅提升，本論文主要研究為2D-MoS2作為矽基單晶鍺薄膜之蕭特基接面光檢測器以取代昂貴的InGaAs光檢測器，使未來LiDAR等紅外光檢測器產品的生產成本得以大幅下降。 論文中將分為三部分進行說明：(一) PVD之磁控濺鍍法於矽基板成長單晶鍺薄膜，透過製程參數的優化，由XRD與TEM等結果研究證實鍺薄膜具有高度結晶且為(400)的結晶方向，最佳之樣品其XRD半高寬為0.71661°，並且薄膜中無任何應力存在，將作為光檢測器之主動層；(二) 利用少量的前驅物與少量的乘載氣體製作高品質的單層直接能隙MoS2薄膜，透過製程參數的優化，薄膜∆k為19.97 cm-1證實MoS2為單層。PL與吸收光譜量測證實MoS2為直接能隙。TEM量測單層MoS2層間距為0.617 nm與理論非常地符合，並且成功轉印單層MoS2至其他基板上，將作為光檢測器之蕭特基接面的能障層；(三) 整合以上材料製作以2D-MoS2作為矽基單晶鍺薄膜之蕭特基接面光檢測器，量測元件證實指叉狀電極寬度由8 μm縮小至6 μm時響應度獲得大幅度的提升，並且於2.5 V時響應度最高達0.22 A/W。