一种半导体量子阱光探测器件制造技术

本发明专利技术属于光波探测器技术领域，具体涉及一种半导体量子阱光探测器件。该探测器包括半导体层、量子阱层和一层亚波长周期性结构的金属膜；量子阱中至少具有两个能级，并具有一定的载流子浓度。一定频谱宽度入射光波垂直或倾斜于半导体层入射，入射光波激发周期性结构的金属膜/量子阱界面的表面等离子体，表面等离子体被半导体量子阱吸收并发生电子子带跃迁过程，跃迁的电子在外加偏压下形成电流信号。本发明专利技术中的半导体量子阱光探测器件，其探测效率可大幅度提高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于光波探测器
，具体涉及一种半导体量子阱光探测器件。
技术介绍
采用量子阱结构的器件进行光探测，是中远红外波段光探测的主要技术之一。然而，一方面，半导体量子阱结构的光波吸收受该领域广泛认知的“极化选择定律”的限制，即量子阱只能吸收与量子阱平面垂直的电场分量的光波，而在实际应用中对于直接垂直入射光波吸收极小，如参见文献I。因而实际的器件必须结合倾角入射(如文献2)、光栅耦合(如文献3)或刻蚀槽结构(如文献4)等复杂的工艺处理。这些方法不仅增加了工艺的难度、降低了产率，同时还限制了器件的适用领域和性能。为克服这一问题，采用具有周期性金属孔结构作为光波耦合结构，实现了量子阱结构对垂直入射光波的有效吸收(文献5)，这主要利 用的是被称之为“表面等离激元”的光学技术，它能够将垂直入射的光转变为沿金属表面传播的电磁波模式(如文献6)。已经公开的利用周期性金属孔结构作为量子阱光探测器的光耦合器件的技术中，主要应用的是一层金属的孔阵列结构，入射光从金属层一侧入射，这种耦合器件虽然相对早期的斜角入射、光栅耦合等效率均有一定提高，但效率仍然较低(吸收率7-10%，如文献7);同时，也本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体量子阱光探测器件(100)，其特征在于包括 半导体层(102)，在该半导体层(102) —侧表面(106)内侧有量子阱层(104)，量子阱层(104)中具有浓度为IO15-IO1Vcm3的载流子，并至少具有两个能级； 金属层(108)，该金属层(108)在半导体表面(106)上，并具有亚波长周期性金属孔结构； 入射光波(110)，该入射光波(110)在垂直于半导体表面(106)和量子阱层(104)平面的方向上，或者在与垂直方向成一倾斜角的方向上，从半导体层(102)—侧入射并最终被量子阱层(104)所吸收，。2.如权利要求I所述的半导体量子阱光探测器件，其特征在于，所述半导体层(102)中的量子阱层(104)是单层量子阱层，或者是多层量子阱结构。3.如权利要求I所述的半导体量子阱光探测器件，其特征在于，所述量子阱层(104)具有掺杂浓度=IO15-IO1Vcm3，使得量子阱中基态能级具有足够的载流子数，当载流子吸收光波能...

【专利技术属性】
技术研发人员：安正华，王恒亮，
申请(专利权)人：复旦大学，
类型：发明
国别省市：