用于LED可见光无线通信系统的等离子体光电探测器的制作方法

本发明涉及可见光无线通信或是光子集成芯片领域，尤其涉及用于led可见光无线通信系统的等离子体光电探测器。

背景技术：

1、随着互联网、无线传感网络、物联网等无线通信技术的快速发展，高清媒体服务成为了主流，用户对无线数据的传输速度及带宽的需求也越来越高，使得电磁波谱中原本就有限的射频无线通信频带变得愈渐拥挤。

2、目前，从pd的原理出发，主要采用两种策略来增强其探测性能。一种是通过化学方法，在pd表面加入纳米线表面复合助催化剂，提高其氧化还原的反应速率，可获得更高的光响应度，进而达到提高光电转换效率的目的。但由此衍生而出的光电化学探测器因受限于半导体材料晶体质量比较差、氧化还原反应速率慢等原因，探测性能并不理想，因此需要基于材料创新来提升整体的探测性能。而另一种则是通过表面等离子体近场场强增强效应，提高其表面光电流(photocurrent)总量，从而达到提升光响度的目的。

3、而传统的表面等离子体增强光电器件一般需要根据对应的光波长来选择相应的等离子体金属种类及结构，并且由于受限于现有的微纳加工或高温煅烧等金属膜制成工艺水平，存在严重的金属颗粒分布不均、高温掺杂、薄膜粗糙度过大等问题，严重影响探测器的响应速度，导致这类器件的性能严重降低。此外，由于目前基于等离子体增强效应的研究主要集中在近紫外uva波段，存在工作频带较窄的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供用于led可见光无线通信系统的等离子体光电探测器，旨在解决现有的探测器的响应速度较低的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供了用于led可见光无线通信系统的等离子体光电探测器，包括三维蝴蝶结纳米天线结构、粘合层、光吸收层、第一半导体层、第二半导体层和第三半导体层；

3、所述粘合层与所述三维蝴蝶结纳米天线结构连接，所述光吸收层与所述粘合层连接，所述第一半导体层与所述光吸收层连接，所述第二半导体层与所述第一半导体层连接，所述第三半导体层与所述第二半导体层连接。

4、其中，所述第一半导体层为n-gaas，所述第二半导体层为p-gaas，所述第三半导体层为ti/au。

5、其中，所述光吸收层为sio2。

6、其中，所述三维蝴蝶结纳米天线结构为纳米偶极光学天线。

7、其中，所述三维蝴蝶结纳米天线结构具有可调性。

8、本发明的用于led可见光无线通信系统的等离子体光电探测器，所述粘合层的主要作用是将所述三维蝴蝶结纳米天线结构和基于cmos工艺研制的pd结构结合在一起。所述光吸收层能够将所述三维蝴蝶结纳米天线结构开口处产生的光电流吸收，并且和局部电场效应激发的电荷以绝缘膜为介质进行遂穿；所述第一半导体层、所述第二半导体层和所述第三半导体层基于所述被遂穿的电场效应，诱导光电流，从而实现光电探测；

9、当入射led光源照射到所述三维蝴蝶结纳米天线结构上时，所述三维蝴蝶结纳米天线结构表面自由电子的电荷密度波将于入射电磁波产生强烈的耦合作用，在满足波矢匹配的条件下激发spps波，并且通过所述三维蝴蝶结纳米天线结构特有的锥形结构，能够将spps波进一步汇聚到其开口处形成光电流，极大地提高光透射率，并获得更小的光斑，提高探测器的响应速度，从而解决了现有的探测器的响应速度较低的问题。

技术特征：

1.用于led可见光无线通信系统的等离子体光电探测器，其特征在于，

2.如权利要求1所述的用于led可见光无线通信系统的等离子体光电探测器，其特征在于，

3.如权利要求2所述的用于led可见光无线通信系统的等离子体光电探测器，其特征在于，

4.如权利要求3所述的用于led可见光无线通信系统的等离子体光电探测器，其特征在于，

5.如权利要求4所述的用于led可见光无线通信系统的等离子体光电探测器，其特征在于，

技术总结
本发明涉及可见光无线通信或是光子集成芯片领域，具体涉及用于LED可见光无线通信系统的等离子体光电探测器，包括三维蝴蝶结纳米天线结构、粘合层、光吸收层、第一半导体层、第二半导体层和第三半导体层，当入射LED光源照射到三维蝴蝶结纳米天线结构上时，三维蝴蝶结纳米天线结构表面自由电子的电荷密度波将于入射电磁波产生强烈的耦合作用，在满足波矢匹配的条件下激发SPPs波，并且通过三维蝴蝶结纳米天线结构特有的锥形结构，能够将SPPs波进一步汇聚到其开口处形成光电流，极大地提高光透射率，并获得更小的光斑，提高探测器的响应速度，从而解决了现有的探测器的响应速度较低的问题。

技术研发人员：韩丹丹,韦亚一,邓森
受保护的技术使用者：南京诚芯集成电路技术研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16