[发明专利]一种近红外探测器

说明书

技术领域

本发明涉及光电子材料与器件应用技术领域，更具体地说，尤其涉及一种近红外探测器。

背景技术

在物联网检测传感系统中，光电传感器作为其关键部件具有重要的地位，在智能家居、远程医疗以及环境保护等领域具有广泛的应用前景。

其中，近红外探测器是红外系统、热成像系统的核心组成部分，在医学诊断、环境监测以及夜视成像等方面都有极大需求。由于通过InGaAs铟镓砷三元化合物半导体材料制成的探测器在热电制冷或室温下工作都具有优异的性能，且工艺简单、加工成本低，同时具有良好的稳定性和抗辐照性能，因此InGaAs铟镓砷三元化合物半导体材料器件得到快速的发展和应用。

但是，鉴于InGaAs铟镓砷三元化合物半导体材料禁带宽度连续可调，因此随着In组分的增加，对应的波长可覆盖整个近红外波段。且外延材料与衬底晶格失配越来越严重，使具备高量子效率和低暗电流的高性能器件难度大幅度提升。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种近红外探测器，解决了现有技术中近红外探测器存在的问题，具备低暗电流和高量子效率特点。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种近红外探测器，所述近红外探测器包括：

衬底；

生长在所述衬底上的缓冲层；

生长在所述缓冲层背离所述衬底一侧的吸收层；

填入在所述吸收层中的氧化铟锡纳米粒子；

生长在所述吸收层背离所述缓冲层一侧的窗口层。

优选的，在上述近红外探测器中，所述衬底为n型磷化铟单晶衬底或n型砷化镓单晶衬底。

优选的，在上述近红外探测器中，所述缓冲层为铟镓砷缓冲层。

优选的，在上述近红外探测器中，所述吸收层为铟镓砷吸收层。

优选的，在上述近红外探测器中，所述铟镓砷吸收层中铟组分大于0.53。

优选的，在上述近红外探测器中，所述氧化铟锡纳米粒子为氧化铟锡纳米颗粒或氧化铟锡纳米薄膜。

优选的，在上述近红外探测器中，当所述氧化铟锡纳米粒子为氧化铟锡纳米颗粒时，所述氧化铟锡纳米颗粒均匀填入所述吸收层中。

优选的，在上述近红外探测器中，所述窗口层为p型铟铝砷窗口层或p型铟砷磷窗口层或p型磷化铟窗口层。

通过上述描述可知，本发明提供的一种近红外探测器包括：衬底；生长在所述衬底上的缓冲层；生长在所述缓冲层背离所述衬底一侧的吸收层；填入在所述吸收层中的氧化铟锡纳米粒子；生长在所述吸收层背离所述缓冲层一侧的窗口层。

该近红外探测器通过在吸收层中填入氧化铟锡纳米粒子，将近红外探测器与氧化铟锡纳米粒子相集成，由于氧化铟锡纳米粒子对光的局域限制产生的吸收增强作用，实现近红外探测器具备低暗电流和高量子效率的特点；并且通过调控材料组分、形态、尺寸和密度等实现了氧化铟锡纳米粒子中的共振频率的可调控性，进而将近红外光吸收的可控性增强。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种近红外探测器的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

参考图1，图1为本发明实施例提供的一种近红外探测器的结构示意图。

所述近红外探测器包括：

衬底11；

具体的，所述衬底11为高掺杂的n型磷化铟InP单晶衬底或n型砷化镓GaAs单晶衬底。

生长在所述衬底11上的缓冲层12；

具体的，所述缓冲层12为高掺杂的铟镓砷InGaAs缓冲层。

生长在所述缓冲层12背离所述衬底一侧的吸收层13；

具体的，所述吸收层13为非故意掺杂的铟镓砷InGaAs吸收层；