【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及紫外光电探测器
,尤其涉及一种微纳米线阵列(Microwireor Nanowire Array)结构紫外雪崩光电探测器及其制备方法。
技术介绍
紫外光电探测器广泛应用于火灾探测、环境监测和海上油监等民用领域，同时也在保密卫星空间通信和导弹尾焰探测等军事应用上发挥着重要的作用。但是，这部分信号源通常极其微弱，其准确探测要求紫外探测器件具有高光电流增益以实现高探测灵敏度。在各类型光电探测器中，雪崩光电二极管是实现探测器件高光电流的一种最常见的实现方法。该类型器件通过给光电二极管施加高反向偏置电场，使光生载流子在高场的作用下发生碰撞电离，并进而实现雪崩增益。为了进一步提高微弱光探测能力，近年来出现了单光子探测技术。即能够探测到光的最小能量子一光子，并对其进行计数。为了实现半导体光电探测器的单光子探测，通常采用的方法是使雪崩光电二极管处于盖革模式下工作。盖革模式要求雪崩光电二极管所加反向偏置电压大于其击穿电压。有研究表明，当半导体材料中存在缺陷时，在高反向偏压作用下(高场下)，将会诱发微等离子体击穿。(参见文献[I] OSINSKY A, SHUR...
【技术保护点】
一种微纳米线阵列结构紫外雪崩光电探测器，其特征在于，采用背面入射结构，从下往上依次包括衬底（1）、缓冲层（2）、非故意掺杂层（3）、第一n型掺杂层（4）和第二n型掺杂层（5）；在第二n型掺杂层（5）表面中部设有由多个微纳米线单元形成的微纳米线阵列，所述每个微纳米线单元即为一个PIN结构光电二极管，其从下往上依次包括第三n型掺杂层（6）、低掺杂或非故意掺杂有源层（7）和p型掺杂层；?所述相邻两个微纳米线单元的间隙均填充有绝缘介质层（10），所述位于两端的微纳米线单元的侧面也覆盖有绝缘介质层；所述第二n型掺杂层（5）上表面的两侧位置设有n型欧姆接触电极（12），在p型掺杂层上覆...
【技术特征摘要】
1.一种微纳米线阵列结构紫外雪崩光电探测器，其特征在于，采用背面入射结构，从下往上依次包括衬底(I)、缓冲层(2)、非故意掺杂层(3)、第一 η型掺杂层(4)和第二 η型掺杂层(5);在第二 η型掺杂层(5)表面中部设有由多个微纳米线单元形成的微纳米线阵列，所述每个微纳米线单元即为一个PIN结构光电二极管，其从下往上依次包括第三η型掺杂层(6)、低掺杂或非故意掺杂有源层(7)和P型掺杂层；所述相邻两个微纳米线单元的间隙均填充有绝缘介质层(10)，所述位于两端的微纳米线单元的侧面也覆盖有绝缘介质层；所述第二 η型掺杂层(5)上表面的两侧位置设有η型欧姆接触电极(12 )，在P型掺杂层上覆盖有P型欧姆接触电极(11);所述非故意掺杂层(3)和第一 η型掺杂层(4)的禁带宽度大于所需探测信号的单个光子能量，所述第二 η型掺杂层(5)、第三η型掺杂层(6)、低掺杂或非故意掺杂有源层(7)、P 型掺杂层的禁带宽度相等且小于或等于所需探测信号的单个光子能量。2.根据权利要求1所述的微纳米线阵列结构紫外雪崩光电探测器，其特征在于，每个微纳米线单元的直径小于或等于I μ m ;每个微纳米线单元之间的间隔小于或等于I μ m。3.根据权利要求1所述的微纳米线阵列结构紫外雪崩光电探测器，其特征在于，所述非故意掺杂层(3)的厚度为0-3 μ m。4.根据权利要求1所述的微纳米线阵列结构紫外雪崩光电探测器，其特征在于，所述第一 η型掺杂层(4)的厚度为0-3 μ m，电子浓度为3 X IO17CnT3 I X IO19CnT3 ;所述第二 η型掺杂层(5)的厚度为O-lOOnm，所述第三η型掺杂层(6)的厚度为20-300 nm，所述第二 η型掺杂层(5)和第三η型掺杂层(6)的电子浓度为3Χ 1017cm_3 I X 1019cm_3。5.根据权利要求1所述的微纳米线阵列结构紫外雪崩光电探测器，其特征在于，所述低掺杂或非故意掺杂有源层(7)的厚度为5-500 nm。6.根据权利要求1所述的微纳米线阵列结构紫外雪崩光电探测器，其特征在于，所述 P型掺杂层为单层结构或者是由第一 P型掺杂层(8)和第二 P型掺杂层(9)叠加的双层结构，第二 P型掺杂层(9)在第一 P型掺杂层(8)上方，所述第二 P型掺杂层(9)的禁带宽度小于或等于第一 P型掺杂层(8)。7.根据权利要求6所述的微纳米线阵列结构紫外雪崩光电探测器，其特征在于，所述第一 P型掺杂层厚度为5-500 nm,空穴浓度为I X IO17CnT3 I...
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