【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光电探测器，具体涉及一种短波红外光电探测器及其制备方法。
技术介绍
1、短波红外光电探测器可以将波长为1～3μm的光信号转换成电信号，已被广泛应用于军事、通信、工业、医疗、安全监控等重要领域。然而，目前商用的短波红外光电探测器主要是基于iii–v族等窄带半导体材料制备的，如inas、gaas、ingaas等。
2、iii–v族半导体材料虽然具有一定的优势，例如禁带宽度的可调节性、量子效率高和载流子迁移率高等。但基于该类半导体材料制备的短波红外探测器通常需要额外的制冷装置来抑制暗电流，由此带来的器件体积偏大的问题。同时iii–v与cmos半导体工艺不兼容，导致其制造成本居高不下。这些问题限制了其进一步的应用。
3、近年来，金属-硅肖特基结短波红外探测器引起了学术界和产业界的广泛关注。该类探测器利用金属和硅形成的肖特基结来实现光电转化，具有工艺简单，与cmos工艺兼容，成本低廉的显著优势。但是，该类探测器的暗电流较大，响应度不高，因此性能偏低，还难以达到实用化的程度。
技术实现思路
1、基于此，有必要针对现有的金属-硅短波红外探测器暗电流大、响应度低的问题，提供一种短波红外光电探测器及其制备方法。
2、一种短波红外光电探测器，包括从下向上依次设置的背面电极、基底、势垒修饰层、感光层和正面电极；
3、所述基底的材料为si，所述势垒修饰层材料为au，所述感光层的材料为ni；所述势垒修饰层用于提高ni与si之间的肖特基结势垒高度，
4、在其中一个实施例中，所述势垒修饰层的厚度为4-8nm。
5、在其中一个实施例中，所述基底si的掺杂类型为n型，晶向为[100]，电阻率为1-10ω·cm。
6、在其中一个实施例中，所述基底的总厚度为5-500μm。
7、在其中一个实施例中，所述感光层的厚度为3-10nm。
8、在其中一个实施例中，所述背面电极的材料为al。
9、在其中一个实施例中，所述正面电极的材料为au或al。
10、在其中一个实施例中，所述背面电极的厚度为20-300nm；和/或
11、所述正面电极的厚度为20-300nm。
12、一种短波红外光电探测器的制备方法，包括以下步骤：
13、将基底进行清洗并吹干，以去除表面的杂质和污染物；
14、在所述基底沉积au薄膜形成势垒修饰层，然后在所述势垒修饰层上沉积ni薄膜形成感光层；
15、在所述感光层上沉积金属材料形成正面电极，在所述基底的背面沉积金属材料形成背面电极。
16、在其中一个实施例中，所述势垒修饰层、所述感光层、所述背面电极和所述正面电极均通过磁控溅射法制备形成。
17、上述短波红外光电探测器及其制备方法至少具有以下优点：
18、(1)采用ni作为感光层，相较于其他磁控溅射制备的金属，ni具有更长的载流子自由程，具有更高的响应度。
19、(2)势垒修饰层可以提高ni与si之间的肖特基结势垒高度，阻止探测器在暗态下的电子向基底方向扩散。当这些电子向基底方向移动时，它们必须克服更高的势垒高度才能进入si中，这需要更高的能量阈值和更高的电压要求，减少器件在低电压或无电压时漏电的发生，使器件可以在工作电压为0v时的暗电流密度降低至小于5na/cm2，暗态噪声谱强度小于10-14a/hz1/2。在波长为1550nm、光强密度为166mw/cm2的光照下，该探测器的比探测率可以达到1011jones以上，比常规的金属-硅探测器性能高三个数量级，响应度大于1ma/w，开关时间小于35μs。
20、(3)具有较低暗电流的短波红外光电探测器为简单叠层结构，工艺简单，与cmos半导体工艺兼容，对设备要求低，生产成本低，易于推广应用。
21、(4)创新性地使用au来抑制ni/si短波红外光电探测器的暗电流，为该类器件的发展提供了新思路。
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1.一种短波红外光电探测器，其特征在于，包括从下向上依次设置的背面电极、基底、势垒修饰层、感光层和正面电极；
2.根据权利要求1所述的短波红外光电探测器，其特征在于，所述势垒修饰层的厚度为4-8nm。
3.根据权利要求1所述的短波红外光电探测器，其特征在于，所述基底Si的掺杂类型为N型，晶向为[100]，电阻率为1-10Ω·cm。
4.根据权利要求3所述的短波红外光电探测器，其特征在于，所述基底的总厚度为5-500μm。
5.根据权利要求1所述的短波红外光电探测器，其特征在于，所述感光层的厚度为3-10nm。
6.根据权利要求1所述的短波红外光电探测器，其特征在于，所述背面电极的材料为Al。
7.根据权利要求1所述的短波红外光电探测器，其特征在于，所述正面电极的材料为Au或Al。
8.根据权利要求1所述的短波红外光电探测器，其特征在于，所述背面电极的厚度为20-300nm；和/或
9.一种短波红外光电探测器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
10.根据权利要求9所述的短
...【技术特征摘要】
1.一种短波红外光电探测器，其特征在于，包括从下向上依次设置的背面电极、基底、势垒修饰层、感光层和正面电极；
2.根据权利要求1所述的短波红外光电探测器，其特征在于，所述势垒修饰层的厚度为4-8nm。
3.根据权利要求1所述的短波红外光电探测器，其特征在于，所述基底si的掺杂类型为n型，晶向为[100]，电阻率为1-10ω·cm。
4.根据权利要求3所述的短波红外光电探测器，其特征在于，所述基底的总厚度为5-500μm。
5.根据权利要求1所述的短波红外光电探测器，其特征在于，所述感光层的厚度为3-10n...
【专利技术属性】
技术研发人员：汤林龙，梁众，于乐泳，文鑫皓，邵丽，陈惠，史浩飞，
申请(专利权)人：中国科学院重庆绿色智能技术研究院，
类型：发明
国别省市：
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