一种日盲光电探测器及其制备方法

本发明涉及半导体，尤其涉及到一种日盲光电探测器及其制备方法。

背景技术：

1、在地球表面，太阳辐射是最主要的辐射源，其中波长小于200nm的紫外辐射会被大气层中的气体分子和游离态的原子吸收，使其在地球表面完全不存在；波长在300nm以下的紫外线辐射会被包裹地球的臭氧层吸收。这就意味当太阳光射向地球表面时，地球表面只存在波长介于300nm至400nm的紫外波段太阳辐射，而波长在200-280nm范围内的辐射由于吸收不能达到地球表面，该波段被称为日盲区，如在日盲紫外波段探测，可最大程度排除太阳辐射的干扰，探测背景噪声低。日盲紫外探测器从而能够高效精准探测地球表面非自然因素产生的微弱的紫外信号。

2、但是，目前商用日盲光电探测器通常是体积庞大并且易碎的光电倍增管，不仅需要200v到400v的偏置电压，其内还包括成本较高的紫外滤光片等部件，具有体积大、成本高、抗干扰差等问题，使用限制较大。因此，亟待提供一种体积小、成本低、效果好的日盲光电探测器以满足使用需求。

技术实现思路

1、因此，基于上述问题，本发明提供了一种以gan材料为基础、具有高响应度和低暗电流，且成本较低的的日盲光电探测器。

2、为此，根据第一方面，本发明提供了一种日盲光电探测器，包括：

3、衬底以及依次设置于衬底上的aln缓冲层和gan沟道层；

4、algan势垒层，设置于gan沟道层上，且algan势垒层和gan沟道层之间形成二维电子气；algan势垒层覆盖gan沟道层上的阴极位置区域和阳极位置区域，并在阴极位置区域和阳极位置区域之间的区域形成叉指状结构；

5、阴电极和阳电极，分别设置于阴极位置区域和阳极位置区域的algan势垒层上；

6、一维光子晶体层，设置于叉指状结构的algan势垒层上。

7、在可选的实施方式中，一维光子晶体层包括若干交替叠设的tio2层和mgf2层。

8、在可选的实施方式中，一维光子晶体层包括若干交替叠设的sio2层和si3n4层。

9、在可选的实施方式中，一维光子晶体层的交替周期为7个周期。

10、在可选的实施方式中，叉指状结构中的叉指的宽度在5μm～10μm之间，间距在10μm～30μm之间。

11、根据第二方面，本发明还提供了一种日盲光电探测器的制备方法，包括如下步骤：

12、依次在衬底上生长aln缓冲层、gan沟道层和初始algan势垒层；

13、刻蚀初始algan势垒层，以形成algan势垒层，algan势垒层覆盖gan沟道层上的阴极位置区域和阳极位置区域，并在阴极位置区域和阳极位置区域之间的区域形成叉指状结构；

14、分别在阴极位置区域和阳极位置区域的algan势垒层上生长阴电极和阳电极；

15、在叉指状结构的algan势垒层上生长一维光子晶体层。

16、本发明提供的技术方案，具有如下优点：

17、本发明提供的日盲光电探测器，通过设置gan沟道层和algan势垒层的异质结构，使二者的界面处形成的具有较高饱和速度、较高电子迁移率的高导电二维电子气通道，并通过设置algan势垒层在阴极位置区域和阳极位置区域之间的区域形成叉指状结构，隔断电极之间的二维电子气，使得在暗态条件下，二维电子气不再作为导电通道，有效降低了暗电流；同时，通过在叉指状结构的algan势垒层上设置一维光子晶体层，既能以较低的成本实现滤波日盲，还可以有效增大感光区面积(相对于在叉指状结构上设置金属电极)，提高光生电流，最终得到响应度较高暗电流较低，且成本较低的日盲光电探测器。

技术特征：

1.一种日盲光电探测器，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的日盲光电探测器，其特征在于，所述一维光子晶体层包括若干交替叠设的tio2层和mgf2层。

3.根据权利要求1所述的日盲光电探测器，其特征在于，所述一维光子晶体层包括若干交替叠设的sio2层和si3n4层。

4.根据权利要求2或3所述的日盲光电探测器，其特征在于，所述一维光子晶体层的交替周期为7个周期。

5.根据权利要求4所述的日盲光电探测器，其特征在于，所述叉指状结构中的叉指的宽度在5μm～10μm之间，间距在10μm～30μm之间。

6.一种日盲光电探测器的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

技术总结
本发明公开了一种日盲光电探测器及其制备方法，其中的日盲光电探测器包括：衬底以及依次设置于衬底上的AlN缓冲层和GaN沟道层；AlGaN势垒层，设置于GaN沟道层上，且AlGaN势垒层和GaN沟道层之间形成二维电子气；AlGaN势垒层覆盖GaN沟道层上的阴极位置区域和阳极位置区域，并在阴极位置区域和阳极位置区域之间的区域形成叉指状结构；阴电极和阳电极，分别设置于阴极位置区域和阳极位置区域的AlGaN势垒层上；一维光子晶体层，设置于叉指状结构的AlGaN势垒层上。本发明中的日盲光电探测器，光生电流较高、响应度较高、暗电流较低，且成本较低。

技术研发人员：董栩婷,张畅,黄永,包军林,王一,王亦飞,卢灏,解靖飞,常娟雄,陈财,龚子刚,万坤,邵语嫣
受保护的技术使用者：西安电子科技大学芜湖研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/2/29