[发明专利]一种紫外-可见光波段可分辨光电探测器及其制备方法

说明书

本申请提供一种紫外‑可见光波段可分辨光电探测器及其制备方法，涉及半导体光电探测技术领域，紫外‑可见光波段可分辨光电探测器包括：衬底、光吸收复合层和光收集复合层，光收集复合层与光吸收复合层依次层叠设置在衬底上，光收集复合层用于收集光吸收复合层产生的载流子，以形成光电流；光吸收复合层包括依次层叠设置正极性光吸收层与负极性光吸收层，正极性光吸收层用于吸收可见光，产生的光电流方向为正，负极性光吸收层用于吸收紫外光，产生的光电流方向为负。本申请的紫外‑可见光波段可分辨光电探测器能实现紫外光和可见光的波段可分辨，结构简单、使用方便，在保密光通信等方向具有潜在的应用前景。

技术领域

本申请涉及半导体光电探测技术领域，尤其涉及一种紫外-可见光波段可分辨光电探测器及其制备方法。

背景技术

光电探测器是一种将入射光信号转换为电信号的器件，在军事、航空航天、工业、医学等领域具有广泛的应用。受到材料能带结构限制，传统的光电探测器在其响应光谱范围内通常表现为单极性光响应，即光电流方向一致，难以分辨入射光信号的波段。而能够分辨不同波段的光探测器，在军事、信息安全保密、光计算等领域具有重要意义。

现有技术中，为了实现光信号的波段可分辨，可以在半导体光电探测器前安置三棱镜或滤光片，通过分光方式实现不同波段信号探测，但这种方法使得系统成本高、体积大、复杂。或者，采用钙钛矿类光导型光电探测器，入射光分别从钙钛矿类光导型光电探测器的顶部和底部进入时，钙钛矿类光导型光电探测器会分别表现出不同的光响应。

但这种钙钛矿类光导型光电探测器在使用时需要反复翻转，容易导致信号测试不准确，在实际应用中有一定的局限性。

发明内容

本申请提供一种紫外-可见光波段可分辨光电探测器及其制备方法，紫外-可见光波段可分辨光电探测器能够同时实现紫外光和可见光的波段可分辨，结构简单、使用方便。

第一方面，本申请提供一种紫外-可见光波段可分辨光电探测器，紫外-可见光波段可分辨光电探测器包括：衬底、光吸收复合层和光收集复合层，光收集复合层与光吸收复合层依次层叠设置在衬底上，光收集复合层用于收集光吸收复合层产生的载流子，以形成光电流；

光吸收复合层包括依次层叠设置的正极性光吸收层与负极性光吸收层，正极性光吸收层的禁带宽度小于可见光的光子能量，正极性光吸收层用于吸收可见光，负极性光吸收层的禁带宽度小于紫外光的光子能量，负极性光吸收层用于吸收紫外光。

在一种可能的实现方式中，本申请提供的紫外-可见光波段可分辨光电探测器，正极性光吸收层位于衬底与负极性光吸收层之间。

在一种可能的实现方式中，本申请提供的紫外-可见光波段可分辨光电探测器，负极性光吸收层位于衬底与正极性光吸收层之间。

在一种可能的实现方式中，本申请提供的紫外-可见光波段可分辨光电探测器，负极性光吸收层为氮化镓负极性光吸收层或氮化铝镓负极性光吸收层。

在一种可能的实现方式中，本申请提供的紫外-可见光波段可分辨光电探测器，光收集复合层包括电荷传输层与欧姆电极层，电荷传输层位于欧姆电极层与光吸收复合层之间；

或者，欧姆电极层包括至少一个第一欧姆电极层和至少一个第二欧姆电极层，第一欧姆电极层与第二欧姆电极层间隔设置，第一欧姆电极层和第二欧姆电极层位于光吸收复合层与部分电荷传输层之间，另一部分电荷传输层、第一欧姆电极层和第二欧姆电极层同层设置。

在一种可能的实现方式中，本申请提供的紫外-可见光波段可分辨光电探测器，还包括缓冲层，缓冲层位于衬底与光吸收复合层之间。

第二方面，本申请提供一种紫外-可见光波段可分辨光电探测器的制备方法，紫外-可见光波段可分辨光电探测器的制备方法包括：