利用具备分裂导带的光吸收层的表面等离子体光子学电场增强型光电探测器及图像传感器制造技术

本发明专利技术涉及一种表面等离子体光子学电场增强型光电探测器，根据一实施例的光电探测器利用具备分裂导带的光吸收层吸收表面等离子体激元(Surface plasmon polariton,SPP)，并基于所述被吸收的表面等离子体激元生成光电流，该表面等离子体激元(Surface plasmon polariton,SPP)是表面等离子体(Surface plasmon,SP)与光波(Light wave)的光子(Photon)结合而生成。(Photon)结合而生成。(Photon)结合而生成。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】Plasmon Polariton,SPP)实现光电转换，直接使表面等离子体激元增强光电流。
[0011]本专利技术的目的在于：可以参与表面等离子体激元相互作用(Coupling)的能级似乎将带隙分成多个，从而获取纯硅中得不到的波长反应特性。
[0012]本专利技术的目的在于：量子效率远高于入射光的光子直接激发时，从而提高超出硅带隙能源的长波长检测中的SNR(Signal to noise ratio)。
[0013]本专利技术的目的在于：根据入射光和金属层的相互作用生成的表面等离子体激元和局部电场(Localized Electric Field)效应，使被激发的电荷以绝缘膜为介质隧穿到另外的空间，使空间的电荷量和耗尽层的大小发生变化，然后，对于相邻的电流沟道的阈值电压产生影响，使光感应能力达到最强。
[0014]关于附加的状态，可以通过下述详细说明局部地提示或描述，也可以通过以上提示的专利技术实施例做出明确的解释。
[0015]一实施例中，光电探测器利用具有能级分裂导带的光吸收层，吸收表面等离子体激元(Surface plasmon pola本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种光电探测器，其特征在于：利用具备分裂导带的光吸收层吸收表面等离子体激元(Surface plasmon polariton,SPP)，并基于所述被吸收的表面等离子体激元生成光电流，该表面等离子体激元(Surface plasmon polariton,SPP)是表面等离子体(Surface plasmon,SP)与光波(Light wave)的光子(Photon)结合而生成。2.根据权利要求1所述的光电探测器，其特征在于：所述光吸收层包含的单晶硅，该单晶硅具有施加单轴拉伸应力(Uniaxial tensile stress)分裂所述能级的导带。3.根据权利要求1所述的光电探测器，其特征在于：所述光吸收层的所述能级被分裂成重空穴(Heavy Hole)和轻空穴(Light Hole)。4.根据权利要求1所述的光电探测器，其特征在于：通过所述被吸收的表面等离子体激元引起的隧穿诱导光电流而生成所述光电流。5.根据权利要求1所述的光电探测器，其特征在于：包括：金属层，其遮蔽入射光，与表面等离子体相互作用来产生表面等离子体激元，在所述被遮蔽的入射光的光子与电介质的接合面生成该表面等离子体；光吸收层，其吸收所述产生的表面等离子体激元，通过所述被吸收的表面等离子体激元和局部电场(Localized Electric Field)效应，使被激发的电荷以绝缘膜为介质进行隧穿；以及半导体层，其基于所述被隧穿的电子的电场(Electric field)效应，诱导光电流。6.根据权利要求5所述的光电探测器，其特征在于：所述金属层包括至少一部分开放的纳米孔，所述产生的表面等离子体激元通过所述纳米孔被吸收到所述光吸收层。7.根据权利要求6所述的光电探测器，其特征在于：所述纳米孔形成有介电常数高于空气的物质。8.根据权利要求6所述的光电探测器，其特征在于：所述纳米孔由包含Si3N4的物质形成，所述金属层包含铝(Al)、金(Au)和银(Ag)中至少一个。9.根据权利要求5所述的光电探测器，其特征在于：所述金属层从表面延伸至所述光吸收层，可以将所述产生的表面等离子体激元引导至所述光吸收层。10.一种图像传感器，其特征在于：包括：金属表面；形成于所述金属表面的金属纳米孔阵列；以及与所述金属纳米孔阵列对应的位置形成的探测器阵列，所述探测器阵列吸收表面等离子体激元(Surface plasmon polariton,SPP)，利用具有能级分裂导带的光吸收层吸收所述表面等离子体激元(Surface plasmon polariton,SPP)，利用所述被吸收的表面等离子体激元来生成光电流，该表面等离子体激元(Surface plasmon polari...

【专利技术属性】
技术研发人员：金勋，
申请(专利权)人：金勋，
类型：发明
国别省市：