光电探测器及其制备方法技术

本申请属于光电子技术领域，尤其涉及一种光电探测器，所述光电探测器包括依次叠层设置的P型衬底层、非导电介质层、光生载流子接收层和光电转换层，以及设置在光电转换层相对的两端的金属电极层，且所述金属电极层与所述光生载流子接收层接触设置；所述光生载流子接收层包括石墨烯，所述光电转换层包括贫氧二氧化钛或者掺杂铜的二氧化钛。本申请光电探测器，通过光电转换层中贫氧二氧化钛或者掺杂铜的二氧化钛，不但能更好的减少因石墨烯表面的脱附效应产生的暗电流，并且可增加场效应管响应面积，提高光电探测器在可见光范围内的响应度和探测灵敏度。

【技术实现步骤摘要】
光电探测器及其制备方法
本申请属于光电子
，尤其涉及一种光电探测器，以及一种光电探测器的制备方法。
技术介绍
光电探测器广泛应用于光谱分析、成像、红外夜视、通讯等领域。光谱带宽和暗电流是衡量探测器性能的重要指标，光谱带宽由半导体材料的带隙宽度和载流子迁移速率决定。石墨烯光电探测器是直接利用石墨烯作为光电响应材料的典型器件，因石墨烯带隙为零，且离子迁移速率高，可达2×105cm2/V·s，这类器件最大响应带宽可达40GHz。但是，石墨烯表面与O2或H2O等的脱附作用导致器件产生明显暗电流，且石墨烯沟道内的光生载流子寿命短，使这类器件的光电响应区域仅集中在电极附近的几百纳米内。同时，石墨烯的光吸收率仅为2.3％，响应度较低。目前，在石墨烯表面沉积二氧化钛制备石墨烯/二氧化钛异质结场效应光电探测管，是常规的减少因石墨烯表面的脱附效应产生暗电流和增加场效应管响应面积的方法。但是，二氧化钛为带隙半导体(Eg＝3.02eV)，本征光学吸收范围主要为150～450nm，处于紫外波段，这部分光仅占到地球太阳光的4％，极大限制了探测管对太阳本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光电探测器，其特征在于，所述光电探测器包括依次叠层设置的P型衬底层、非导电介质层、光生载流子接收层和光电转换层，以及设置在光电转换层相对的两端的金属电极层，且所述金属电极层与所述光生载流子接收层接触设置；所述光生载流子接收层包括石墨烯，所述光电转换层包括贫氧二氧化钛或者掺杂铜的二氧化钛。/n

【技术特征摘要】
1.一种光电探测器，其特征在于，所述光电探测器包括依次叠层设置的P型衬底层、非导电介质层、光生载流子接收层和光电转换层，以及设置在光电转换层相对的两端的金属电极层，且所述金属电极层与所述光生载流子接收层接触设置；所述光生载流子接收层包括石墨烯，所述光电转换层包括贫氧二氧化钛或者掺杂铜的二氧化钛。


2.如权利要求1所述的光电探测器，其特征在于，所述贫氧二氧化钛中氧空位含量为5％～10％；和/或
所述掺杂铜的二氧化钛中，铜的掺杂质量百分含量为6％～8％；和/或
所述光电转换层的厚度为10纳米～15纳米。


3.如权利要求1或2所述的光电探测器，其特征在于，所述光生载流子接收层包括若干宽度为5纳米～50纳米的石墨烯条带，所述石墨烯条带的两端分别设置在相对的所述金属电极层位置；和/或
所述光生载流子接收层的厚度为5纳米～8纳米。


4.如权利要求3所述的光电探测器，其特征在于，所述P型衬底层包括：P型硅、P型锗、P型砷化镓、P型磷化铟中的一种；和/或
所述P型衬底层的厚度为1.5微米～2微米。


5.如权利要求4所述的光电探测器，其特征在于，所述非导电介质层包括：二氧化硅、氮化硅、三氧化二铝、氟化镁中的一种；和/或
所述非导电介质层的厚度为80～90纳米。


6.如权利要求5所述的光电探测器，其特征在于，所述光电探测器包括：高掺P型硅衬底层，结合在所述高掺P型硅衬底层上的二氧化硅层，结合在所述二氧化硅层背离所述高掺P型硅衬底层表面的石墨烯层，结合在所述石墨烯层背离所述二氧化硅层表面的贫氧二氧化钛层，以及设置在贫氧二氧化钛层相对的两端的金属电极层，且所述金属电极层与所述石墨烯层接触设置。


7.一种光电探测器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取P型衬底层，在所述P型衬底...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱正芳，林俏露，王任衡，孙一翎，范姝婷，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：广东;44