光探测器制造技术

一种光探测器，其包括一半导体元件、一第一电极、一第二电极及一电流探测元件，所述半导体元件、第一电极、第二电极、电流探测元件相互电连接形成一回路结构，该半导体元件包括：一半导体结构，所述半导体结构包括一P型半导体层及一N型半导体层，并定义一第一表面及与第一表面相对的第二表面；一碳纳米管，该碳纳米管设置于半导体结构的第一表面；一导电膜，该导电膜通过沉积方法形成于所述半导体结构的第二表面，使半导体结构设置于碳纳米管和导电膜之间，碳纳米管、半导体结构与导电膜相互层叠形成一多层立体结构。

Photodetector

A photodetector consists of a half conductor element, a first electrode, a second electrode and a current detecting element. The semiconductor element, a first electrode, a second electrode and a current detecting element are electrically connected to form a loop structure. The semiconductor element comprises a half conductor structure, and the semiconductor structure includes a half conductor structure. A P-type semiconductor layer and a N-type semiconductor layer are defined, and a first surface and a second surface relative to the first surface are defined; a carbon nanotube is arranged on the first surface of the semiconductor structure; and a conductive film is formed on the second surface of the semiconductor structure by deposition method, so that the semiconductor structure is arranged. When placed between carbon nanotubes and conductive films, carbon nanotubes, semiconductor structures and conductive films overlap to form a multi-layer three-dimensional structure.

【技术实现步骤摘要】
光探测器
本专利技术涉及一种光探测器。
技术介绍
光探测器是一种探测光能的器件。一般光探测器的工作原理是基于光电效应，基于材料吸收了光辐射能量后改变了它的电学性能，从而可以探测出光的存在以及光能的大小。半导体器件被越来越多的应用到光探测器中。然而，受技术水平的限制，半导体器件常常为微米结构，一定程度上限制了光探测器的尺寸，影响了其应用范围。
技术实现思路
有鉴于此，确有必要提供一种新型的光探测器。一种光探测器，其包括一半导体元件、一第一电极、一第二电极及一电流探测元件，所述半导体元件、第一电极、第二电极、电流探测元件相互电连接形成一回路结构，该半导体元件包括：一半导体结构，所述半导体结构包括一P型半导体层及一N型半导体层，并定义一第一表面及与第一表面相对的第二表面；一碳纳米管，该碳纳米管设置于半导体结构的第一表面；一导电膜，该导电膜通过沉积方法形成于所述半导体结构的第二表面，使半导体结构设置于碳纳米管和导电膜之间，碳纳米管、半导体结构与导电膜相互层叠形成一多层立体结构；其中，所述第一电极与碳纳米管电连接，所述第二电极与导电膜电连接。相较于现有技术，本专利技术所提供的光探测器包括一半导体元件，该半导体元件中，碳纳米管、半导体结构和导电膜构成一纳米级的异质结，故，该光探测器可以具有较小的尺寸，同时在应用时具有较低的能耗以及更高的完整性。附图说明图1为本专利技术第一实施例提供的光探测器的整体结构示意图。图2为本专利技术第一实施例提供的光探测器中的半导体元件的侧视示意图。图3为本专利技术另实施例提供的另一种半导体元件侧视示意图。图4为本专利技术第二实施例提供的光探测器的部分结构示意图。主要元件符号说明光探测器10；20半导体元件100碳纳米管102半导体结构104P型半导体层104aN型半导体层104b导电膜106多层立体结构110第一电极202第二电极204第三电极208绝缘层210电流探测元件212如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本专利技术。具体实施方式以下将结合附图及具体实施例对本专利技术的光探测器作进一步的详细说明。请参阅图1，本专利技术第一实施例提供一种光探测器10。所述光探测器10包括一半导体元件100、一第一电极202、一第二电极204及一电流探测元件212。所述半导体元件100、第一电极202、第二电极204、电流探测元件212相互电连接形成一回路结构。所述半导体元件100包括一半导体结构104、一碳纳米管102及一导电膜106。所述半导体结构104设置于碳纳米管102和导电膜106之间。请参见图2，所述半导体结构104包括一P型半导体层104a及一N型半导体层104b。所述P型半导体层104a及N型半导体层104b层叠设置。所述半导体结构104包括一第一表面1042及一第二表面1044，第一表面1042和第二表面1044相对设置。所述半导体结构104的厚度为1～20000纳米。优选地，所述半导体结构104的厚度为1～10000纳米。所述碳纳米管102为金属型碳纳米管。碳纳米管102的直径不限，可以为0.5纳米～150纳米，在某些实施例中，碳纳米管102的直径可以为1纳米～10纳米。优选地，碳纳米管102为单壁碳纳米管，其直径为1纳米～5纳米。本实施例中，碳纳米管102为金属型单壁碳纳米管，其直径为1纳米。所述碳纳米管102设置在半导体结构104的第一表面1042，并与第一表面1042直接接触。所述半导体结构104的第一表面1042可以仅包括一根碳纳米管102。所述半导体结构104为一二维层状结构。所述二维层状结构即半导体结构104的厚度较小，半导体结构104的厚度为1纳米～20000纳米，优选地，其厚度为1纳米～10000纳米，更优选地，其厚度为1纳米～200纳米。所述半导体结构104包括一P型半导体层104a及一N型半导体层104b，所述P型半导体层104a及N型半导体层104b层叠设置。所述半导体结构104包括一第一表面1042及一第二表面1044，第一表面1042和第二表面1044相对设置。请参见图2，所述第一表面1042可以为P型半导体层104a的表面，第二表面1044为N型半导体层104b的表面，此情况下，碳纳米管102设置在P型半导体层104a的表面，导电膜106设置在N型半导体层104b的表面。在另外的实施例中，请参见图3，所述第一表面1042可以为N型半导体层104b的表面，第二表面1044为P型半导体层104a的表面，此情况下，碳纳米管102设置在N型半导体层104b的表面，导电膜106设置在P型半导体层104a的表面。所述P型半导体层104a或N型半导体层104b的材料不限，可以为无机化合物半导体、元素半导体、有机半导体材料或这些材料掺杂后的材料。本实施例中，P型半导体层104a的材料为硒化钨(WSe2)，其厚度为6纳米，N型半导体层104b的材料为硫化钼(MoS2)，其厚度为2.6纳米，碳纳米管102设置在N型半导体层104b的表面，导电膜106设置在P型半导体层104a的表面。所述导电膜106的材料为导电材料，可以为金属、导电聚合物或ITO。导电膜106直接沉积在半导体结构104的第二表面1044。导电膜106沉积在半导体结构104的第一表面1044的具体方法不限，可以为离子溅射、磁控溅射或其他镀膜方法。所述导电膜106的厚度不限，可以为5纳米～100微米。在一些实施例中，导电膜106的厚度为5纳米～100纳米；在另一些实施例中，导电膜106的厚度为5纳米～20纳米。优选地，所述导电膜106为一透明结构。所述导电膜106的形状不限，可以为长条形、线性、方形等形状。本实施例中，所述导电膜106的材料为金属，其形状为长条形。所述碳纳米管102、半导体结构104和导电膜106相互层叠形成一多层立体结构110。所述多层立体结构110定义一横向截面及一竖向截面，所述横向截面即平行于半导体结构104表面的方向的截面，所述纵向截面即垂直于半导体结构104的表面的方向的截面。所述横向截面的面积由碳纳米管102的直径和长度决定。所述纵向截面的面积由碳纳米管102的长度和多层立体结构110的厚度决定。由于碳纳米管102相对于半导体结构104和导电膜106的尺寸较小，该多层立体结构110的横向截面和纵向截面的面积均较小，多层立体结构110的体积也很小。优选地，该多层立体结构110的横截面的面积为0.25nm2～100000nm2。更优选地，该多层立体结构110的横截面的面积为1nm2～10000nm2。所述第一电极202和第二电极204均由导电材料组成，该导电材料可选择为金属、ITO、ATO、导电银胶、导电聚合物以及导电碳纳米管等。该金属材料可以为铝、铜、钨、钼、金、钛、钯或任意组合的合金。所述第一电极202和第二电极204也可以均为一层导电薄膜，该导电薄膜的厚度为2纳米-100微米。本实施例中，所述第一电极202、第二电极204为金属Au和Ti得到的金属复合结构，具体地，所述金属复合结构是由一层金属Au和一层金属Ti组成，Au设置在Ti的表面。所述金属Ti的厚度为5纳米，金属Au的厚度为5纳米。本实施例中，所述第一电极202与碳纳米管102电连接，设置于碳纳米管102的一端并贴合于碳纳米管102的表面，其本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光探测器，其包括一半导体元件、一第一电极、一第二电极及一电流探测元件，所述半导体元件、第一电极、第二电极、电流探测元件相互电连接形成一回路结构，该半导体元件包括：一半导体结构，所述半导体结构包括一P型半导体层及一N型半导体层，并定义一第一表面及与第一表面相对的第二表面；一碳纳米管，该碳纳米管设置于半导体结构的第一表面；一导电膜，该导电膜通过沉积方法形成于所述半导体结构的第二表面，使半导体结构设置于碳纳米管和导电膜之间，碳纳米管、半导体结构与导电膜相互层叠形成一多层立体结构；其中，所述第一电极与碳纳米管电连接，所述第二电极与导电膜电连接。

【技术特征摘要】
1.一种光探测器，其包括一半导体元件、一第一电极、一第二电极及一电流探测元件，所述半导体元件、第一电极、第二电极、电流探测元件相互电连接形成一回路结构，该半导体元件包括：一半导体结构，所述半导体结构包括一P型半导体层及一N型半导体层，并定义一第一表面及与第一表面相对的第二表面；一碳纳米管，该碳纳米管设置于半导体结构的第一表面；一导电膜，该导电膜通过沉积方法形成于所述半导体结构的第二表面，使半导体结构设置于碳纳米管和导电膜之间，碳纳米管、半导体结构与导电膜相互层叠形成一多层立体结构；其中，所述第一电极与碳纳米管电连接，所述第二电极与导电膜电连接。2.如权利要求1所述的光探测器，其特征在于，所述碳纳米管为金属型碳纳米管。3.如权利要求2所述的光探测器，其特征在于，所述碳纳米管为单壁碳纳米管。4.如权利要求1所述的光探测器，其特征在于，所述多层立体结构的横截面面积在1nm2～10000nm2之间。5....

【专利技术属性】
技术研发人员：张金，魏洋，姜开利，范守善，
申请(专利权)人：清华大学，鸿富锦精密工业深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11