The invention discloses an InGaAs detector which integrates a polymer with a sub-wavelength structure and a nano-material. From top to bottom, the detector has the following structures: a polymer with a sub-wavelength structure and a nano-material, an InP buffer layer, an InGaAs absorption layer, an InP cap layer, a SiO2 dielectric layer, an indium column of a photosensitive chip, an indium column of a readout circuit, and a readout circuit. The invention has the following advantages: firstly, by integrating high refractive index sub-wavelength materials, the quantum efficiency of traditional visible-expanding InGaAs devices can be further enhanced; secondly, compared with traditional antireflective film materials, the polymer and nano-materials based on sub-wavelength structure have high material and structure regulation, in addition to high production capacity. Third, the sub-wavelength structure can reduce the complexity and size of the detection system, and is compatible with the process of the detector.
【技术实现步骤摘要】
一种集成亚波长结构的聚合物和纳米材料的InGaAs探测器
本专利技术是关于一种探测器,具体是指一种集成亚波长结构的聚合物和纳米材料的InGaAs探测器,它能够实现可见到短波红外光的宽光谱响应。
技术介绍
经典的铟镓砷探测器为PIN型的InP/In0.53Ga0.47As/InP结构,其在0.9-1.7μm波段内拥有良好的性能,使其在民用、航空航天等领域有广泛的应用性。然而在夜暗环境里的自然光,如月光、大气辉光、星光等夜天光,主要集中在0.4-1.7μm波段。为了实现InGaAs焦平面探测器在微光夜视成像中的应用,需要将光谱响应范围向可见波段进行拓展。由于InP衬底的吸收作用,抑制探测器在可见光波段的探测。通过衬底减薄工艺,可以使InGaAs探测器在可见-近红外波段获得响应。目前,可见拓展InGaAs探测器在可见波段的量子效率还普遍较低。因此需要一种新型结构的InGaAs探测器,能够在可见波段获得高的量子效率,以实现在微光探测等领域中的高质量宽光谱成像。
技术实现思路
针对现有InGaAs探测器在可见波段的低量子效率,本专利技术提出一种集成亚波长结构的聚合物和纳米材料的InGaAs探测器。采用亚波长结构的聚合物和纳米材料作为高性能增透层,能够提升当前InGaAs探测器在可见波段的探测性能。基于密尔共振等机制,这种亚波长结构的聚合物和纳米材料具有高的折射率,能够实现探测器吸收增强,因而优于传统的薄膜增透层。相比常用的金属亚波长结构,亚波长结构的聚合物和纳米材料能避免金属的本征吸收。此外,本专利技术在工艺上具有高度的材料结构调控性,及高的生产效率和更低的生产成本等优 ...
【技术保护点】
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、或聚3,4‑乙烯二氧 ...
【技术特征摘要】
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...
【专利技术属性】
技术研发人员:于一榛,何玮,曹高奇,邓双燕,杨波,邵秀梅,李雪,龚海梅,
申请(专利权)人:中国科学院上海技术物理研究所,
类型:发明
国别省市:上海,31
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