一种基于肖特基势垒的宽频段光检测器的制作方法

本发明涉及光电探测器技术领域，具体涉及一种基于肖特基势垒的宽频段光检测器。

背景技术：

光电探测器的物理效应通常分为光子效应和光热效应，对应的探测器分别称为光子型探测器和光热型探测器。各种光子型探测器的共同特征是采用半导体能带材料，光子能量对探测材料中光电子的产生起直接作用，故光子型探测器存在截止响应频率或波长，且光谱响应限于某一波段，因此不同的材料体系决定了探测器具有不同的响应波长范围，一般难以用于宽谱或多谱段探测。对于光热型探测器，在吸收光辐射能量后，并不直接引起内部电子状态的改变，而是把吸收的光能变为晶格的热运动能量，引起探测元件温度上升，从而引起探测元件的电学性质或其他物理性质发生变化，故光热效应与光子能量的大小没有直接关系，光热型探测器原则上对频率没有选择性。由于红外波段特别是中长波红外以上波段的光热效应相比紫外和可见光更明显，故光热探测器通常用于中长波光学辐射的探测，典型的光热型探测器包括微测辐射热计、热释电探测器和热偶探测器等种类。由于温度升高是热积累的作用，基于光热效应的热探测器一般响应速度较慢，在毫秒量级。

然而,现有的光热探测器主要是用来探测光单一频段的光的强度，无法进行较宽频段的光的检测。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明的目的是解决现有光热探测器无法进行较宽频段的光的检测的问题。

为此，本发明提供了一种基于肖特基势垒的宽频段光检测器,包括衬底层,所述衬底层的上方设置有第一电极层，所述第一电极层的上方设置有有机材料，所述有机材料的上表面设置有多个周期分布的孔洞，并且有机材料的上表面还覆盖有金属膜。

所述孔洞为锥形槽，并且孔洞的侧面法线与底面法线的夹角为60°～85°。

所述孔洞之间，位于有机材料的上表面处设置有填充孔。

所述填充孔内填充有热膨胀材料。

所述孔洞的深度为1μm～5μm。

所述孔洞的宽度为1μm～3μm。

所述金属膜是由导电性良好的金、银或铜材料制成。

所述金属膜是由铂制成。

所述有机材料有机低聚物或者聚合物制成。

本发明的有益效果：本发明提供的这种基于肖特基势垒的宽频段光检测器，解决了现有光热探测器无法进行较宽频段的光的检测的问题，通过有机物与金属形成肖特基结，由入射光对肖特基结的势垒造成影响，通过检测肖特基势垒的变化，从而反应入射光的特性；本发明提供的这种宽频段光检测器，在有机材料上设置有较深的孔洞，能够对更宽频段的入射光具有很好的吸收特性，从而影响有机材料内部的载流子，使得所形成的肖特基结的肖特基势垒发生变化；该基于肖特基势垒的宽频段光检测器不仅结构简单，而且可以在孔洞之间设置热膨胀材料，在入射光或另外一束红外线的照射下，发生形态变化，从而调节孔洞的大小，进一步调节对入射光的吸收率。

以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。

附图说明

图1是基于肖特基势垒的宽频段光检测器结构示意图一。

图2是基于肖特基势垒的宽频段光检测器结构示意图二。

图3是基于肖特基势垒的宽频段光检测器结构示意图三。

图中：1、衬底层；2、第一电极层；3、有机材料；4孔洞；5、金属膜；6、填充孔。

具体实施方式

为进一步阐述本发明达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及实施例对本发明的具体实施方式、结构特征及其功效，详细说明如下。

实施例1

为了解决现有光热探测器无法进行较宽频段的光的检测的问题。本发明提供了一种如图1所示的基于肖特基势垒的宽频段光检测器,包括衬底层1,该衬底层1主要起到支撑作用，衬底层1可以使用二氧化硅、石英、玻璃等制成；所述衬底层1的上方设置有第一电极层2，所述第一电极层2的上方设置有有机材料3，所述有机材料3的上表面设置有多个周期分布的孔洞4，并且有机材料3的上表面还覆盖有金属膜5；第一电极层2、金属膜5与有机材料3之间均有肖特基势垒形成，同时，第一电极层2、金属膜5在实际应用的时候，也均与外接的电源线连接，用于检测对应的第一电极层2、金属膜5处的电压变化，另外，有机材料3上设置有孔洞4，金属膜5覆盖在孔洞4的表面以及有机材料3的上表面，这样在孔洞4的作用下，可以对不同频段的光有吸收特性，这样就可以通过检测上述肖特基势垒的变化，来反应入射光的特性。

所述孔洞4的深度为1μm～5μm，优先的可以选择1μm、2μm、3μm、4μm、5μm的厚度。

所述孔洞4的宽度为1μm～3μm，优先的可以选择1μm、2μm、3μm的宽度。

所述金属膜5是由导电性良好的金、银或铜材料制成。

所述金属膜5还可以是由铂制成，铂可以吸附氢气，从而改变铂的特性，当铂吸收氢气后，特性发生改变，导致肖特基势垒发生变化，在无光入射情况下，可以用由铂制成的金属膜5进行氢气的探测。

所述有机材料3是有机低聚物或者聚合物制成，或者包括不同有机材料的混合物或者不同有机和无机材料的混合物，只要有机材料3具有导电性即可。

如图2所示，所述孔洞4为锥形槽，并且孔洞4的侧面法线与底面法线的夹角为60°～85°，优先的可以选择60°、65°、70°、75°、80°、85°的夹角角度，这样，一方面可以减少对入射光的入射角度的依赖，使得该基于肖特基势垒的宽频段光检测器所检测的入射光的入射角度限制更少，可以增大对入射光的检测范围；另一方面使得宽频吸收特性对偏振光依赖性减小，使得该基于肖特基势垒的宽频段光检测器所检测的入射光的种类限制更少，可以增大对入射光的种类检测范围。

如图3所示，所述孔洞4之间，位于有机材料3的上表面处设置有填充孔6，该填充孔6内填充有热膨胀材料，当入射光或另外一束红外线入射到金属膜5的时候，金属膜5可以吸收入射光，产生热，从而使得热膨胀材料膨胀，进而改变孔洞4的入口孔径，这样就可以使得孔洞4的大小随着入射光的不同进行自动调节，从而调节对应入射光的吸收特性。

上述填充孔6的可以为边长为40nm～100nm的方形或，半径为20nm～50nm的圆形，优先可以选择边长为50nm、60nm、70nm的方形。

上述的热膨胀材料可以是热膨胀性玻璃毡，该材料是无碱玻璃乱丝滚压成的玻璃毡，该热膨胀性玻璃毡，具有一定刚性和弹性，一般能产生50%～100%的热膨胀，将该热膨胀材料应用于调节孔洞4的大小，不仅膨胀效果可以达到要求，而且可以增强有机材料3的刚性硬度。

综上所述，该基于肖特基势垒的宽频段光检测器，解决了现有光热探测器无法进行较宽频段的光的检测的问题，通过有机物与金属形成肖特基结，由入射光对肖特基结的势垒造成影响，通过检测肖特基势垒的变化，从而反应入射光的特性；本发明提供的这种宽频段光检测器，在有机材料3上设置有较深的孔洞4，能够对更宽频段的入射光具有很好的吸收特性，从而影响有机材料3内部的载流子，使得所形成的肖特基结的肖特基势垒发生变化；该基于肖特基势垒的宽频段光检测器不仅结构简单，而且可以在孔洞4之间设置热膨胀材料，在入射光的照射下，发生形态变化，从而调节孔洞4的大小，进一步调节对入射光的吸收率。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。