[发明专利]一种集成亚波长结构的聚合物和纳米材料的InGaAs探测器

摘要

本发明公开了一种集成亚波长结构的聚合物和纳米材料的InGaAs探测器，从上至下其结构依次为：亚波长结构的聚合物和纳米材料、InP缓冲层、InGaAs吸收层、InP帽层、SiO₂介质层、光敏芯片铟柱、读出电路铟柱、读出电路。本发明的优点为：第一，通过集成高折射率的亚波长材料，能够进一步提升传统可见拓展InGaAs器件的量子效率；第二，相比传统增透膜材料，基于亚波长结构的聚合物和纳米材料具有高度的材料和结构调控性，此外具备高生产效率和更低的生产成本；第三，该亚波长结构能够降低探测系统复杂度及尺寸，并与探测器实现工艺兼容。

主权项

1.一种集成亚波长结构的聚合物和纳米材料的InGaAs探测器，包括亚波长结构的聚合物和纳米材料(1)、InP缓冲层(2)、InGaAs吸收层(3)、InP帽层(4)、SiO₂介质层(5)、光敏芯片铟柱(6)、读出电路铟柱(7)、读出电路(8)，其特征在于：所述的InGaAs探测器结构为：亚波长结构的聚合物和纳米材料(1)在InP缓冲层(2)之上、InP缓冲层(2)在InGaAs吸收层(3)之上、InGaAs吸收层(3)在InP帽层(4)之上、SiO₂介质层(5)在InP帽层(4)下面，光敏芯片铟柱(6)通过SiO₂介质层(5)的开孔处与InP帽层(4)连接，光敏芯片铟柱(6)与读出电路铟柱(7)连接，读出电路铟柱(7)连接读出电路(8)；所述的亚波长结构的聚合物和纳米材料(1)为聚合物和纳米材料的混合物薄膜，该薄膜表面具有周期性的微纳结构，周期性的微纳结构是纳米柱阵列、纳米孔阵列、纳米环阵列、或纳米环孔阵列；所述亚波长结构的聚合物和纳米材料(1)中聚合物采用聚二甲基硅氧烷、聚甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈‑丁二烯‑苯乙烯共聚物、聚对苯二甲酸乙二醇脂、聚3,4‑乙烯二氧噻吩、聚3,4‑乙烯二氧噻吩‑聚苯乙烯磺酸或聚碳酸脂；纳米材料采用碳纳米管、纳米银线、石墨烯、氧化石墨烯、纳米氧化硅或碳量子点；所述亚波长结构的聚合物和纳米材料(1)厚度为0.05～5μm，其微纳结构的单元排列周期为0.05～10μm；所述的InP缓冲层(2)的厚度为10～1000nm；所述InP帽层(4)的厚度为0.5～2μm。