[发明专利]一种用于提高光电探测器光谱响应度的多层结构在审

专利信息
申请号: 201910274292.0 申请日: 2019-04-08
公开(公告)号: CN109994611A 公开(公告)日: 2019-07-09
发明(设计)人: 孟彦龙;檀珺;徐恺 申请(专利权)人: 中国计量大学
主分类号: H01L51/42 分类号: H01L51/42
代理公司: 暂无信息 代理人: 暂无信息
地址: 310018 浙江省杭州市江*** 国省代码: 浙江;33
权利要求书: 查看更多 说明书: 查看更多
摘要:
搜索关键词: 光电探测器 光谱响应度 源层 底层金属层 顶部介质层 多层结构 金属层 光电探测器结构 波段光谱 反射系数 光学优化 厚度配比 波长光 光波长 全波段 相耦合 波段 衬底 沉积 吸收 制备
【说明书】:

发明提出了一种用于提高光电探测器光谱响应度的多层结构。该结构由衬底上依次沉积的底层金属层1、由1~N个子层构成的源层2、金属层3和顶部介质层4组成。底层金属层1与金属层3以及中间源层2构成一种光电探测器结构,顶部介质层4作为光学优化层与光电探测器相耦合,能够实现不同波段光波长的完美吸收,从而提高光电探测器对该波段光谱的光谱响应度。通过合理设计各层的厚度配比,并调节源层2的厚度可实现对不同波长光的完美吸收,减少反射系数,提高全波段的光谱响应度。该结构简单,容易制备,有助于提高现有光电探测器的光谱响应度。

技术领域

该发明属于可实现完美吸收的纳米结构领域,特别是一种有助于提高光电探测器光谱响应度的纳米结构。

背景技术

光谱响应度是光电探测器的基本性能之一,其表征的是光敏元件的灵敏度,代表了光电探测器对不同波长入射辐射的响应。响应度表征了探测器入射光信号转换为电信号的能力。实际的光电探测器中,一般用响应度R来表征单位入射光功率所产生的光电流,通常定义为单位入射光功率作用到探测器后,在外电路中产生的光电压V 或者光电流Iph与入射光功率P之比, Rv和RI分别称为光电探测器的电压响应度和电流响应度,可表示为:

RI = Iph/𝑃 =𝑒𝜂/ℎ𝑣

其中,𝜂为量子效率,h为普朗克常数,v 为光子频率。当波长单位为微米时,ℎ𝑣 = 1.24/𝜆(eV)。因此,响应度和量子效率关系为:

RI= 𝜂𝜆 /1.24

量子效率和响应度的大小,基本上由器件表面的反射率、吸收系数和载流子的扩散长度决定。半导体材料的吸收系数随着入射光波长变化而变化,与材料的禁带宽度与温度有关,因而量子效率和响应度的数值会随着波长和温度的变化而变化。通过器件结构的优化减少反射带来的光学损耗,增大吸收率,从而减少反射系数,采用合理器件结构使光尽可能大地在耗尽区内被吸收,都可以提高器件的量子效率和响应度。

发明内容

本发明提出了一种用于提高光电探测器光谱响应度的多层结构。通过在金-钙钛矿-金-氧化锌的四层平板纳米结构中保持底层金层和超薄金层厚度不变,通过改变氧化锌层和钙钛矿层的厚度,实现对光的完美吸收。这种结构的制备有助于提高光电探测器光谱响应度。

本发明采用的技术方案是:

一种用于提高光电探测器光谱响应度的多层结构,其特征在于,基底上依次沉积的有底层金属层1、由1~N个子层构成的源层2、金属层3以及顶部介质层4。

根据权利要求1所述的一种用于提高光电探测器光谱响应度的多层结构,其特征在于,所述的底层金属层1为Au,Ag,Al,Cu,Ni中的一种。

所述的所述的源层2由1~N个子层构成,N为1~5之间的整数。

所述的金属层3为Au,Ag,Al中的一种。

所述的顶部介质层4为ZnO,Si3N4 ,Al2O3,SiO2,ZnS中的一种。

所述的底层金属层1厚度不小于100 nm。

所述的源层2厚度为10nm~200nm之间。

所述的金属层3厚度1 nm ~ 50 nm之间。

所述的顶部介质层4厚度为1nm~200nm之间。

本发明的有益效果是:结构简单,通过合理设计各层的厚度配比,并调节源层2的厚度可实现在可见光波段内的不同波长光的完美吸收,减少反射系数,这种结构的制备有助于提高光电探测器光谱响应度。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

下载完整专利技术内容需要扣除积分,VIP会员可以免费下载。

该专利技术资料仅供研究查看技术是否侵权等信息,商用须获得专利权人授权。该专利全部权利属于中国计量大学,未经中国计量大学许可,擅自商用是侵权行为。如果您想购买此专利、获得商业授权和技术合作,请联系【客服

本文链接:http://www.vipzhuanli.com/pat/books/201910274292.0/2.html,转载请声明来源钻瓜专利网。

×

专利文献下载

说明:

1、专利原文基于中国国家知识产权局专利说明书;

2、支持发明专利 、实用新型专利、外观设计专利(升级中);

3、专利数据每周两次同步更新,支持Adobe PDF格式;

4、内容包括专利技术的结构示意图流程工艺图技术构造图

5、已全新升级为极速版,下载速度显著提升!欢迎使用!

请您登陆后,进行下载,点击【登陆】 【注册】

关于我们 寻求报道 投稿须知 广告合作 版权声明 网站地图 友情链接 企业标识 联系我们

钻瓜专利网在线咨询

周一至周五 9:00-18:00

咨询在线客服咨询在线客服
tel code