[发明专利]一种具有快响应高灵敏度和低噪声的紫外光探测器

说明书

技术领域

本发明涉及一种光电探测器，特别涉及一种新型金属-绝缘体-金属结构的低噪声高灵敏度紫外光探测器。

背景技术

紫外光探测在环境监测、保密通信、空间探测和军事等方面具有非常重要和广泛的应用。尽管传统的半导体光探测器也可以探测紫外光，但由于其在可见光波段的高灵敏度，在探测紫外光时不得不采取滤波等措施，给使用带来很多不便。因此不少研究者利用GaN、BN和金刚石等宽禁带半导体研制紫外光探测器，如参考文献1、M.Mikulics，等，“Ultrafast metal-semiconductor-metal photodetectorson low-temperature-grown GaN，”Appl.Phys.Lett.86，211110(2005).参考文献2、A.Soltani，等，“193nm deep-ultraviolet solar-blind cubic boron nitride basedphotodetectors，”Appl.Phys.Lett.92，053501(2008).参考文献3、A.Balducci，等“Extreme ultraviolet single-crystal diamond detectors by chemical vapor deposition，”Appl.Phys.Lett.86，193509(2005)。但上述紫外光探测器不仅制备工艺复杂成本很高，而且大部分还没有达到实际应用水平。本申请人采用宽禁带氧化物制备出快响应高灵敏度紫外光探测器，如文献4、J.Xing，等，“Visible-blindultraviolet-sensitive potodetectoe based on SrTiO3 single crystal”Opt.Lett.32，2526(2007).文献5、J.Xing，等，“Solar-blind deep-ultraviolet photodetectors based on anLaAlO₃ single crystal，”Opt.Lett.34，1675(2009).文献6、E.J.Guo，等，“Photoelectric effects of ultraviolet fast response and high sensitivity in LiNbO₃single crystal，”J.Appl.Phys.106，023114(2009)。本申请人已申请相关专利，专利申请号：200510082702.X；专利号：200410071174.3，专利号：200410069100.6。相关专利文献和发表的紫外光探测器相关论文，主要涉及紫外光探测器都是采用叉指电极结构，尽管叉指电极结构也能获得高的灵敏度，但叉指结构对实际应用来说存在抗干扰能力差和易被污染的缺点。

发明内容

本发明的目的在于克服上述紫外光探测器存在的缺点，从而利用宽禁带单晶材料作为探测器的光敏层，铟锡氧或金属既做探测器电极又作为探测器窗口，制备一种金属-绝缘体-金属结构的用于紫外光探测的、具有快响应高灵敏度、低噪声的紫外光探测器；该紫外光探测器具有抗干扰能力强和不易被污染；还可以探测紫外光的能量、功率和波形，能响应飞秒脉宽的激光脉冲，响应时间达到纳秒和皮秒。

本发明的目的是这样实现的：

本发明提供的具有快响应高灵敏度和低噪声的紫外光探测器(如图1所示)，包括用宽禁带晶体材料做的光敏层1，第一电极2，第二电极3，电源4，电阻5，外壳6和同轴接头7；其特征在于，还包括导电胶8；所述的光敏层1的晶体材料厚度为：0.5～0.03mm；所述的第一电极2是外延生长的铟锡氧导电薄膜，所述的第二电极3是外延生长的铟锡氧薄膜或金属导电薄膜；其中，所述的光敏层1的两个表面上分别设置所述的第一电极2和第二电极3，所述的电源4的正极和第二电极层3电连接，该电源4的负极通过所述的电阻5与所述的同轴接头7电连接，将所述的导电胶8涂覆在第一电极2表面，该导电胶8沿第一电极2表面的周边涂覆，中间的空白(即未涂导电胶8)，其形状和外壳6上的窗口一致，该第一电极2表面中间的空白处为探测器窗口，通过所述涂覆的导电胶8将光敏层1固定在外壳7的内壁上。

在上述的技术方案中，为了提高灵敏度，还包括一个衬底9，在所述衬底9的一表面上生长第二电极3，然后在所述第二电极3上生长所述光敏层1，再在光敏层1上生长第一电极2。衬底9起支撑作用，这样光敏层1可以做的很薄，因而使得该器件具有更高的灵敏度(如图2所示)。