一种肖特基光电二极管及其制造方法

本发明涉及肖特基光电二极管，具体涉及一种肖特基光电二极管及其制造方法。

背景技术：

1、与其他光电探测器相比，肖特基光电二极管(spd)具有许多突出的优点，spd是多数载流子器件，不存在少数载流子扩散问题，这使它们成为高速应用的理想选择。

2、传统的肖特基光电二极管反向特性较差，在反向偏压时有着严重的漏电，并且制造工艺繁琐，例如利用金或铝分别与si、ge、gaas、gaasp、gap等半导体材料接触，如图1所示。并且si的光吸收系数较低，波长选择性差，即不同波长下光电响应区分不大，硅基spd需要非常厚的吸收层来提供可接受的光子吸收以满足光探测的最低要求；另一方面，si薄层会降低spd器件的吸收效率。

技术实现思路

1、本发明主要解决的技术问题是现有的肖特基光电二极管性能较差。

2、根据第一方面，一种实施例中提供一种肖特基光电二极管，包括：

3、阳极层，阳极层为高功函数电极材料；

4、阴极层，阴极层为低功函数电极材料；

5、形成在阳极层与阴极层之间的异质结结构；异质结结构包括第一半导体层与第二半导体层，第一半导体层与第二半导体层为两种不同的半导体材料层，第一半导体层与第二半导体层均为非晶氧化物半导体材料；

6、第一半导体层与阳极层接触，并形成肖特基接触；第二半导体层与阴极层接触，并形成欧姆接触。

7、根据第二方面，一种实施例中提供一种肖特基光电二极管的制造方法，包括：

8、在衬底上形成阳极层，阳极层为高功函数电极材料；

9、在阳极层上形成第一半导体层，第一半导体层与阳极层接触，并形成肖特基接触，第一半导体层为非晶氧化物半导体材料；

10、在第一半导体层形成第二半导体层，第一半导体层与第二半导体层之间形成异质结，第二半导体层为非晶氧化物半导体材料，第一半导体层与第二半导体层为两种不同的半导体材料层；

11、在第二半导体上形成阴极层，阴极层为低功函数电极材料，阴极层与第二半导体层接触，并形成欧姆接触。

12、依据上述实施例的肖特基光电二极管及其制造方法，采用非晶氧化物半导体材料制成的第一半导体层与第二半导体层，通过形成异质结的方式，可以实现更高的光电转换效率和更快的响应速度，提高肖特基光电二极管的性能；同时，非晶氧化物半导体材料制成的半导体层可以提高反向击穿电压，降低反向漏电流，改善肖特基光电二极管性能。

技术特征：

1.一种肖特基光电二极管，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的肖特基光电二极管，其特征在于，所述第一半导体层(3)的材料为低缺陷态或高缺陷态的非晶氧化物半导体材料；所述第二半导体层(4)的材料为高缺陷态的非晶氧化物半导体材料。

3.如权利要求2所述的肖特基光电二极管，其特征在于，所述第一半导体层(3)的材料为igzo或zto，所述第二半导体层(4)的材料为izo、itzo或atzo。

4.如权利要求1所述的肖特基光电二极管，其特征在于，所述第二半导体层(4)的厚度大于或等于第一半导体层(3)的厚度；

5.如权利要求1所述的肖特基光电二极管，其特征在于，所述阳极层(2)与所述阴极层(5)中至少一个为透明的电极。

6.一种肖特基光电二极管的制造方法，其特征在于，包括：

7.如权利要求6所述的制造方法，其特征在于，采用常温下溅射的方式形成所述阳极层(2)、所述阴极层(5)、所述第一半导体层(3)与所述第二半导体层(4)。

8.如权利要求7所述的制造方法，其特征在于，在所述阳极层(2)上形成第一半导体层(3)，包括：

9.如权利要求6所述的制造方法，其特征在于，所述第一半导体层(3)的材料为低缺陷态的非晶氧化物半导体材料，所述第二半导体层(4)的材料为高缺陷态的非晶氧化物半导体材料；

10.如权利要求9所述的制造方法，其特征在于，在第一氧分压下，氧气的含量大于或等于18％；在第二氧分压下，氧气的含量为小于或等于6％；在第三氧分压下，氧气的含量为小于或等于6％；在第四氧分压下，氧气的含量为小于或等于6％。

技术总结
一种肖特基光电二极管及其制造方法，肖特基光电二极管，包括：阳极层，阳极层为高功函数电极材料；阴极层，阴极层为低功函数电极材料；形成在阳极层与阴极层之间的异质结结构；异质结结构包括第一半导体层与第二半导体层，第一半导体层与第二半导体层为两种不同的半导体材料层，第一半导体层与第二半导体层均为非晶氧化物半导体材料；第一半导体层与阳极层接触，并形成肖特基接触；第二半导体层与阴极层接触，并形成欧姆接触。本申请提高可以提高基于非晶氧化物半导体的肖特基光电二极管的性能。

技术研发人员：陆磊,郑志炜,郑大伟,王云萍,蔡泽宇,杨丹
受保护的技术使用者：北京大学深圳研究生院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14