光通信波段完美吸收的宽谱热电子光探测器及其制备方法技术

技术编号:43512711 阅读:19 留言:0更新日期:2024-11-29 17:14
本发明专利技术属于半导体光电探测器技术领域,为了解决现有技术中热电子发射机制的相应器件往往存在着响应带宽较窄、吸收效率较低等问题,公开了一种光通信波段完美吸收的宽谱热电子光探测器,包括:硅基衬底层,所述硅基衬底层表面刻蚀形成周期性的光栅结构,所述光栅结构表面依次设有底电极层、介电层和顶电极层,所述底电极层和顶电极层的材料为氮化钛,介电层的材料为氧化锌。本发明专利技术的探测器具有响应度高,应用波长范围广、环境适应度高等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于半导体光电探测器,具体涉及一种光通信波段完美吸收的宽谱热电子光探测器。


技术介绍

1、光通信凭借优异的传输速度与强大的信息容量等优势,已成为现代社会最重要的技术之一。因此,能够与成熟的金属氧化物半导体(cmos)制造工艺所兼容的各类硅基光子器件逐渐成为短波长通信的中坚技术。基于光与物质的相互作用,这些光电器件通过实现光信号的探测,承载着光电转换的重要功能。目前,硅基光电探测器已广泛应用于可见光谱范围(400-700nm),但由于其带隙宽度(1.12ev)的限制,在通讯窗口1310nm与1550nm波段仍然存在较大短板。近年来,热电子探测器凭借独特的热电子发射机制广受关注。通过调节势垒高度,热电子探测器能够实现室温下亚硅带隙的光探测,成为实现近红外光电探测领域的有力之选。

2、然而,基于热电子发射机制的光电探测器件往往存在着响应带宽较窄、吸收效率较低等问题。因此,如何对光电探测器件的结构进行改进,以实现具有高吸收的宽带热电子光电探测器件,进而拓宽其在光通信、光催化、太阳能电池、光分解水等领域的应用,成为本领域亟待解决的技术问题。...

【技术保护点】

1.一种光通信波段完美吸收的宽谱热电子光探测器,其特征在于,包括:硅基衬底层(1),所述硅基衬底层(1)表面刻蚀形成周期性的光栅结构,所述光栅结构表面依次设有底电极层(2)、介电层(3)和顶电极层(4),所述底电极层(2)和顶电极层(4)的材料为氮化钛。

2.根据权利要求1所述的一种光通信波段完美吸收的宽谱热电子光探测器,其特征在于,所述光栅结构的周期为0.9~1.1um,刻蚀形成的凹槽宽度为320~340nm,深度为210~230nm。

3.根据权利要求1所述的一种光通信波段完美吸收的宽谱热电子光探测器,其特征在于,所述光栅结构的周期为1um,刻蚀形成的凹槽宽度...

【技术特征摘要】

1.一种光通信波段完美吸收的宽谱热电子光探测器,其特征在于,包括:硅基衬底层(1),所述硅基衬底层(1)表面刻蚀形成周期性的光栅结构,所述光栅结构表面依次设有底电极层(2)、介电层(3)和顶电极层(4),所述底电极层(2)和顶电极层(4)的材料为氮化钛。

2.根据权利要求1所述的一种光通信波段完美吸收的宽谱热电子光探测器,其特征在于,所述光栅结构的周期为0.9~1.1um,刻蚀形成的凹槽宽度为320~340nm,深度为210~230nm。

3.根据权利要求1所述的一种光通信波段完美吸收的宽谱热电子光探测器,其特征在于,所述光栅结构的周期为1um,刻蚀形成的凹槽宽度为330nm,深度为220nm。

4.根据权利要求1所述的一种光通信波段完美吸收的宽谱热电子光探测器,其特征在于,所述介电层(3)的材料为氧化锌。

5.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员:李国辉王培羽崔艳霞
申请(专利权)人:太原理工大学
类型:发明
国别省市:

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