[发明专利]近红外双波段等离子体Ge基光电探测器及其制备方法

权利要求书

1.一种近红外双波段等离子体Ge基光电探测器，其特征在于，包括：本征Si衬底层(1)，位于所述本征Si衬底层(1)上方的绝缘反射层(2)，所述绝缘反射层(2)自下而上依次包括第一SiO₂层(21)、SiN层(22)以及第二SiO₂层(23)，位于所述绝缘反射层(2)上方的本征Ge衬底层(3)，位于所述本征Ge衬底层(3)表面两侧的金属电极(4)，以及位于所述金属电极(4)之间的复合纳米结构阵列(5)，其中，每个复合纳米结构阵列单元包括Ge纳米结构(6)和位于所述Ge纳米结构(6)上方的金属纳米结构(7)，所述Ge纳米结构(6)包括第一Ge纳米线(61)和第二Ge纳米线(62)，所述第一Ge纳米线(61)为圆形盘状结构，所述第二Ge纳米线(62)为中空圆环状结构；

所述第一Ge纳米线(61)位于所述第二Ge纳米线(62)中心，且两者之间具有一定间距；

相应的，所述金属纳米结构(7)包括第一金属层(71)和第二金属层(72)，所述第一金属层(71)覆盖所述第一Ge纳米线(61)的上表面，所述第二金属层(72)覆盖所述第二Ge纳米线(62)的上表面；

所述近红外双波段等离子体Ge基光电探测器的响应波段分别为1310nm峰位和2000nm峰位。

2.根据权利要求1所述的近红外双波段等离子体Ge基光电探测器，其特征在于，所述第一Ge纳米线(61)与所述第二Ge纳米线(62)的高度相同。

3.根据权利要求1所述的近红外双波段等离子体Ge基光电探测器，其特征在于，所述金属纳米结构(7)的材料为Au。

4.根据权利要求1所述的近红外双波段等离子体Ge基光电探测器，其特征在于，所述金属电极(4)为Au矩形电极。

5.一种用于制备如权利要求1-4任一项所述的近红外双波段等离子体Ge基光电探测器的方法，其特征在于，包括：

选取本征Si衬底，并在其上依次制备绝缘反射层和本征Ge衬底层，以形成GOI样品；

在所述GOI样品表面沉积一定厚度的金属层；

对所述金属层和所述本征Ge衬底层进行蚀刻，以形成金属电极和复合纳米结构阵列，制备得到近红外双波段等离子体Ge基光电探测器。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述GOI样品表面沉积一定厚度的金属层包括：

在所述GOI样品的本征Ge衬底层表面旋涂PMMA，并进行加热、曝光、显影、定影处理；

采用电子束光刻工艺在所述样品表面沉积一定厚度的Au层。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，对所述金属层和所述本征Ge衬底层进行蚀刻，以形成金属电极和复合纳米结构阵列，包括：

在异丙醇中对整个样品进行漂洗并在压缩N₂中干燥；

采用图形金属结构作为蚀刻掩模，在蚀刻机中对所述金属层和所述本征Ge衬底层进行氯基等离子体反应离子蚀刻，以在所述本征Ge衬底层表面两侧形成金属电极，并在所述金属电极之间形成复合纳米结构阵列；其中，每个复合纳米结构阵列单元包括Ge纳米结构和金属纳米结构。