一种红外探测器及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种红外探测器及其制备方法，包括衬底层，设置于衬底层上的半导体层，所述半导体层上方还设置有贵金属膜，该金属膜上设置有多个倾斜的排列的金属棒；该红外探测器，是基于肖特基结的红外探测器，通过红外光影响肖特基结周围的电场分布，从而改变肖特基结的势垒电压，通过检测肖特基结的势垒电压的变化，实现对红外信号的探测，而且该红外探测器，在红外区域具有较宽频域的吸收性，而且光电转化率高，对于红外光的识别性好，另外一方面，本专利申请的技术方案所提供的制备方案，不需要进行退火，能够将金属膜、金属棒一次完成，制备方案简单。

An Infrared Detector and Its Preparation Method

The invention relates to an infrared detector and a preparation method thereof, including a substrate layer, a semiconductor layer arranged on the substrate layer, and a precious metal film above the semiconductor layer, on which a plurality of inclined metal rods are arranged. The infrared detector is an infrared detector based on Schottky junction, which influences the electric field distribution around the Schottky junction by infrared light. By changing the barrier voltage of Schottky junction, the infrared signal can be detected by detecting the change of the barrier voltage of Schottky junction. Moreover, the infrared detector has broadband absorption in the infrared region, high photoelectric conversion rate and good recognition of infrared light. On the other hand, the preparation scheme provided by the technical scheme of this patent application does not need to be carried out. After annealing, the metal film and rod can be completed at one time, and the preparation scheme is simple.

【技术实现步骤摘要】
一种红外探测器及其制备方法
本专利技术涉及红外探测
，具体涉及一种红外探测器及其制备方法。
技术介绍
光电探测器是将接收到的光信号转化为电信号的器件，由于光谱响应范围宽、灵敏度高等特点，亦是人眼的一个有效延伸。其中，近红外光电探测器在信息、医学、工业、农业、环境、安全、科研等领域均有广泛的应用，如用在成像技术、光通讯、生化分析、工业自动控制、定量分析(不破坏样品)、环境监测、火险报警、光谱分析等。因而，高性能、低成本的近红外光电探测器一直是人们的研究热点。现有的红外探测器(InfraredDetector)是将入射的红外辐射信号转变成电信号输出的器件。红外辐射是波长介于可见光与微波之间的电磁波，人眼察觉不到。要察觉这种辐射的存在并测量其强弱，必须把它转变成可以察觉和测量的其他物理量。一般说来，红外辐射照射物体所引起的任何效应，只要效果可以测量而且足够灵敏，均可用来度量红外辐射的强弱。现代红外探测器所利用的主要是红外热效应和光电效应。这些效应的输出大都是电量，或者可用适当的方法转变成电量。现有的红外探测器一般是通过温度影响热敏器件的电导率，通过检测电流的变化来反应红外辐射信号的，这种探测器容易受到环境温度的影响，导致红外探测出现较大的误差。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的是解决现有红外探测器容易受到环境因素影响的问题。为此，本专利技术提供了一种红外探测器，包括衬底层，设置于衬底层上的半导体层，所述半导体层上方还设置有贵金属膜，该金属膜上设置有多个倾斜的排列的金属棒。所述半导体层为N型半导体材料制成。所述半导体层为氧化锌制成。所述金属棒的倾斜角度是20°～30°。所述金属棒的间距为400nm～600nm。所述金属棒的直径为80nm～120nm。所述半导体层、贵金属膜均与外接电极电连接，用于检测半导体层与贵金属膜构成的肖特基结的势垒电压。上述的一种红外探测器的制备方法，包括如下步骤：a、准备衬底层；b、在衬底层上制备半导体层；c、继续在半导体层上制备贵金属模；d、继续在贵金属模上制备金属棒；e、在半导体层和金属膜上制备电极。所述步骤b、在衬底层上制备半导体层的方法是采用分子束外延技术或磁控溅射法。所述步骤c、继续在半导体层上制备贵金属膜；步骤d、继续在贵金属膜上制备金属棒均采用电子束蒸发法。本专利技术的有益效果：本专利技术提供的这种红外探测器，是基于肖特基结的红外探测器，通过红外光影响肖特基结周围的电场分布，从而改变肖特基结的势垒电压，通过检测肖特基结的势垒电压的变化，实现对红外信号的探测，而且该红外探测器，在红外区域具有较宽频域的吸收性，而且光电转化率高，对于红外光的识别性好，另外一方面，本专利申请的技术方案所提供的制备方案，不需要进行退火，能够将金属膜、金属棒一次完成，制备方案简单；金属棒长度决定吸收波长，而金属棒长度由镀膜时间控制，所以应该本制备方法，结构的探测波长容易控制。以下将结合附图对本专利技术做进一步详细说明。附图说明图1是红外探测器结构示意图。图中：1、衬底层；2、半导体层；3、贵金属膜；4、金属棒；5、电极。具体实施方式为进一步阐述本专利技术达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及实施例对本专利技术的具体实施方式、结构特征及其功效，详细说明如下。实施例1为了解决现有红外探测器容易受到环境因素影响的问题。本专利技术提供了一种如图1所示的红外探测器，包括衬底层1，该衬底层1主要起支撑、稳固的作用，衬底层1可由二氧化硅或二氧化硅制成，设置于衬底层1上的半导体层2，所述半导体层2上方还设置有贵金属膜3，半导体层2与贵金属膜3构成了肖特基结，另外，半导体层2、贵金属膜3均与外接电极5电连接，用于检测半导体层2与贵金属膜3构成的肖特基结的势垒电压，为了使得该肖特基结对红外光的辐射信号更加的敏感，在所述贵金属膜3上设置有多个倾斜的排列的金属棒4，这样可以提高红外光的吸收。金属棒4是沿着一个方向倾斜的，所以结构为各向异性结构，能够检测线偏振光的偏振方向：光沿着棒倾斜方向偏振，吸收波长长(红光及红外线)；光垂直于棒倾斜方向偏振，吸收波长短(紫外光)。所述半导体层2为N型半导体材料制成，此为肖特基结构成必不可少的条件，本实施例的半导体层2可为氧化锌制成。进一步的，上述金属棒4的倾斜角度是20°～30°；金属棒4的间距为400nm～600nm；金属棒4的直径为80nm～120nm。这样，在红外光频域范围有较宽频段的红外光能够被吸收，并且在金属棒4于贵金属膜3的夹角处，具有最强的红外光吸收，散发的热量最多，该出的电场也最强，从而增强了对肖特基结的肖特基势垒的影响，通过在所述半导体层2、贵金属膜3均与外接电极5电连接，用于检测半导体层2与贵金属膜3构成的肖特基结的势垒电压，根据肖特基势垒的变化，来检测红外光的信号。还需要说明的是，上述金属棒4、贵金属膜3均有导电性良好的材料制成，主要是金或者银，优先选择银制成。还有就是金属棒4的直径不是均匀或者相同的，每一个的粗细略有不同，但都在80nm～120nm之间，金属棒4的直径由镀膜时衬底层1的倾斜角度决定，金属棒4的长度主要通过镀膜时间进行控制，镀膜时间可由石英晶体监测；金属棒4的间距也由镀膜时衬底层1的倾斜角度决定，衬底层。上述的一种红外探测器的制备方法，包括如下步骤：a、准备衬底层；b、在衬底层上制备半导体层；c、继续在半导体层上制备贵金属膜；d、继续在贵金属膜上制备金属棒；e、在半导体层和金属膜上制备电极。所述步骤b、在衬底层上制备半导体层的方法是采用分子束外延技术或磁控溅射法。分子束外延法与其他液相、气相外延生长法相比较，其特点是，分子束外延生长是在超高真空下进行的，残余气体对膜的污染少，可保持极清洁的表面；生长温度低，只有500～600℃；生长速度慢，(1～10μm/h)。可生长超薄(几个μm)而乎整的膜，膜层厚度、组分和杂质浓度均可进行精确地控制；可获得大面积的表面和界面有原子级平整度的外延生长膜；在同一系统中，可原位观察半导体层的生长过程，可以进行生长机制的研究；外延生长的缺点是时间长，大批量生产性差，对真空条件要求高。磁控溅射法就是在真空中利用荷能粒子轰击靶表面，使被轰击出的粒子沉积在衬底层上的技术。通常，利用低压惰性气体辉光放电来产生入射离子。阴极靶由半导体材料制成，衬底层作为阳极，真空室中通入0.1-10Pa的氩气或其它惰性气体，在阴极(靶)1-3KV直流负高压或13.56MHz的射频电压作用下产生辉光放电。电离出的氩离子轰击靶表面，使得半导体材料的原子溅出并沉积在衬底层上，形成薄膜。溅射方法很多，主要有二级溅射、三级或四级溅射、磁控溅射、对靶溅射、射频溅射、偏压溅射、非对称交流射频溅射、离子束溅射以及反应溅射等。由于被溅射原子是与具有数十电子伏特能量的正离子交换动能后飞溅出来的，因而溅射出来的原子能量高，有利于提高沉积时原子的扩散能力，提高沉积组织的致密程度，使制出的半导体层与衬底层具有强的附着力。溅射时，气体被电离之后，气体离子在电场作用下飞向接阴极的靶材，电子则飞向接地的壁腔和衬底层。这样在低电压和低气压下，产生的离子数目少，靶材溅射效率低；而在高电压和高气压下，尽管可以产生较多的离子，但飞向衬底层的电子携带的能量高，容易使衬底层发热甚至发生本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种红外探测器，其特征在于：包括衬底层（1），设置于衬底层（1）上的半导体层（2），所述半导体层（2）上方还设置有贵金属膜（3），该金属膜（3）上设置有多个倾斜的排列的金属棒（4）。

【技术特征摘要】
1.一种红外探测器，其特征在于：包括衬底层（1），设置于衬底层（1）上的半导体层（2），所述半导体层（2）上方还设置有贵金属膜（3），该金属膜（3）上设置有多个倾斜的排列的金属棒（4）。2.如权利要求1所述的一种红外探测器，其特征在于：所述半导体层（2）为N型半导体材料制成。3.如权利要求1或2所述的一种红外探测器，其特征在于：所述半导体层（2）为氧化锌制成。4.如权利要求1所述的一种红外探测器，其特征在于：所述金属棒（4）的倾斜角度是20°～30°。5.如权利要求1所述的一种红外探测器，其特征在于：所述金属棒（4）的间距为400nm～600nm。6.如权利要求1所述的一种红外探测器，其特征在于：所述金属棒（4）的直径为80nm～120nm。7.如权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：中山科立特光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44