一种光电探测器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种光电探测器，包括衬底，所述衬底上从下到上依次设有沟道层、电极和光诱导浮栅层。所述沟道层用于传输载流子，电极与沟道层之间形成肖特基结；光诱导浮栅层用于吸收光并与沟道层之间形成PN结，在沟道层和光诱导浮栅层之间界面处形成内置电场，用于分离载流子形成光生电子

【技术实现步骤摘要】
一种光电探测器


[0001]本技术属于光电探测
，具体涉及一种光电探测器。

技术介绍

[0002]近年来，光电探测技术广泛应用于各个方面，如航载通讯、红外制导、导弹跟踪、电网安全检测、扫描成像，因此各类应用于光电探测的材料也层出不穷。在这其中，申请人发现低维材料以其独特的结构展现出极大的优势，0维PbS胶体量子点具有光吸收率高、能带随尺寸可调等优点，使用短键配体TBAI（Tetrabutylammonium iodide）代替传统的油酸来修饰胶体量子点，能够显著提高其薄膜的载流子迁移率，一方面，配体交换能对量子点起到修饰作用，另一方面，通过致密配体包裹的量子点在大气环境下不易氧化，稳定性更好。
[0003]但由于PbS QDs薄膜表面缺陷态的存在，导致基于其的光电器件在响应时存在一个缓慢充放电的过程，由于缺陷态的俘获作用，量子点中的光生载流子往往拥有较长的寿命，在复合前，光生载流子可能多次在探测电路中循环，即可多次贡献于光电流，导致器件拥有高光电导增益，因此该类器件一般具有高的响应率，然而这却是以牺牲器件的响应时间来实现的，因此大大限制了该类器件的使用范围。
[0004]另外，由于申请人发现半导体型单壁碳纳米管薄膜器件的制备工艺与CMOS制备工艺相兼容，这有利于实现片上集成与多功能光电子器件。但由于一维材料中库仑相互作用的增强以及屏蔽效应，一维碳纳米管具有强大的激子结合能，这将导致只有小部分光生电子空穴对能够被分离，形成有效的光电流，该特性导致基于碳纳米管的红外光电探测器以光热电响应机理为主，因此一般在使用过程当中需要对该类器件施加额外的偏压，从而有效的分离载流子，这在一定程度上也增加了该类器件的功耗，从而限制其使用。

技术实现思路

[0005]本技术的目的在于克服现有技术中的至少一种缺陷，提供了一种光电探测器，来实现低功耗、高效的可见
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近红外探测。
[0006]本技术的技术方案是这样实现的：本技术公开了一种光电探测器，包括衬底，所述衬底上从下到上依次设有沟道层、电极和光诱导浮栅层。
[0007]进一步地，沟道层设置在衬底上表面，电极设置在沟道层上表面，光诱导浮栅层的一部分覆盖在电极上表面，光诱导浮栅层的另一部分覆盖在沟道层上表面；所述电极的一部分位于光诱导浮栅层下方，电极的另一部分自光诱导浮栅层下方向外伸出。
[0008]进一步地，所述沟道层上设有第一电极和第二电极，第一电极和第二电极分别位于沟道层上表面的左右两侧；第一电极和第二电极呈非对称设置。
[0009]进一步地，所述沟道层上的电极采用插指电极结构。
[0010]进一步地，所述沟道层采用半导体型薄膜材料。
[0011]进一步地，沟道层采用半导体型碳纳米管薄膜材料。
[0012]进一步地，光诱导浮栅层采用量子点薄膜材料。
[0013]进一步地，所述光诱导浮栅层上设置有用于调控沟道层中载流子浓度的顶栅层。
[0014]进一步地，所述顶栅层采用具有铁电极化效应的材料，所述顶栅层利用材料的铁电极化效应，在光照的条件下分离电子
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空穴对，产生光电流。
[0015]进一步地，顶栅层的材料选择具有铁电极化效应的材料PVDF。
[0016]进一步地，所述沟道层用于传输载流子；电极与沟道层之间形成肖特基结。
[0017]进一步地，所述光诱导浮栅层用于吸收光；光诱导浮栅层与沟道层之间形成PN结，在沟道层和光诱导浮栅层之间界面处形成内置电场，用于分离载流子形成光生电子
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空穴对。
[0018]本技术至少具有如下有益效果：本技术的光电探测器包括衬底，所述衬底上从下到上依次设有沟道层、电极和光诱导浮栅层。沟道层用作器件的沟道用来传输沟道层和光诱导浮栅层之间的载流子，光诱导浮栅层作为光诱导浮栅层，用来吸收光并与沟道层之间形成PN结产生内置电场用来分离载流子形成光生电子
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空穴对。顶栅层作为器件的顶栅，有效的调控沟道中载流子的浓度，并且利用材料的铁电极化效应，在光照的条件下有效分离电子
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空穴对，从而快速产生光电流，提高器件的响应率，同时降低器件的响应时间。
[0019]利用具有铁电极化效应的材料如PVDF作为顶栅，能够实现对沟道载流子良好的调控，并且在撤掉外界偏压的情况下，仍旧能够保持极化方向不改变，充分实现了低功耗。
[0020]所述第一电极、第二电极采用的是插指电极的结构，能够有效的提高载流子的迁移率和复合效率。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0022]图1为本技术一种实施例提供的光电探测器的俯视图；
[0023]图2为本技术另一种实施例提供的光电探测器的俯视图；
[0024]图3为本技术实施例提供的光电探测器的插指电极的俯视图。
[0025]附图中，1为衬底，2为沟道层，3为第一电极，31为第一极板，32为第一极指，4为第二电极，41为第二极板，42为第二极指，5为光诱导浮栅层，6为顶栅层。
具体实施方式
[0026]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本技术保护的范围。
[0027]在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指
的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
[0028]术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征；在本技术的描述中，除非另有说明，“多个”、“若干”的含义是两个或两个以上。
[0029]参见图1至图3，本技术实施例提供一种光电探测器，包括衬底1，所述衬底1上从下到上依次设有沟道层2、电极和光诱导浮栅层5。沟道层2、电极和光诱导浮栅层5按照先后顺序依次覆盖在所述衬底1之上。电极与沟道层2之间形成肖特基结。
[0030]进一步地，沟道层2采用半导体材料。所述沟道层2用于传输载流子，因此优选采用载流子迁移率比较高的薄膜材本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光电探测器，其特征在于：包括衬底，所述衬底上从下到上依次设有沟道层、电极和光诱导浮栅层，电极包括相互独立的第一电极、第二电极，沟道层设置在衬底上表面，第一电极和第二电极设置在沟道层上表面，光诱导浮栅层的一部分覆盖在第一电极、第二电极的上表面，光诱导浮栅层的另一部分覆盖在沟道层上表面，所述第一电极、第二电极的一部分位于光诱导浮栅层下方，第一电极、第二电极的另一部分自光诱导浮栅层下方向外伸出。2.如权利要求1所述的光电探测器，其特征在于：第一电极和第二电极分别位于沟道层上表面的左右两侧；第一电极和第二电极呈非对称设置。3.如权利要求1或2所述的光电探测器，其特征在于：所述沟道层上的第一电极、第二电极采用插指电极结构。4.如权利要求1所述的光电探测器，其特征在于：所述沟道层采用半导体型薄膜材料。5.如权利要求4所述的光电探测器，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨露寒，
申请(专利权)人：武汉华工正源光子技术有限公司，
类型：新型
国别省市：