[发明专利]一种光电探测器

说明书

本发明提供了一种光电探测器，包括：光电探测层和第一电极层，第一电极层设置于光电探测层一侧表面，得到光电探测结构；光电探测层由二维材料或二维材料异质结构制备而成。由二维材料或二维材料异质结构对光敏感的同时极薄（厚度小于1nm（纳米）），以此与辐射粒子发生反应的几率极小，误触发几率极小；另外，二维材料平面内原子间作用力较强，结构稳定，辐射粒子产生的损伤较小。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种光电探测器。

背景技术

随着航天航空技术的发展，各类新型的人造卫星、航天器被投放到太空当中。为了实现更多的功能，人造卫星、航天器都携带了大量的电子、光电子器件。然而，太空中的航天器会受到各种辐射，这些辐射会对集成电子芯片造成严重的损伤，影响到器件的性能，甚至会损毁这些集成电子芯片，造成不可挽回的损失。

另外，在核工业中，同样需要大量的智能化芯片，特别是核事故抢险中，需要使用机器人等精密电子、光电子器件，核武器爆炸同样也会对各种电子、光电子元器件构成严重威胁。在使用过程中，各电子器件也会受到辐射影响，从而造成设备的失灵，探测器是其中一个较为关键的器件。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种光电探测器，有效解决了现有光电探测器不能抗辐射的技术问题。

本发明提供的技术方案如下：

一种光电探测器，包括：光电探测层和第一电极层，所述第一电极层设置于所述光电探测层一侧表面，得到光电探测结构；

所述光电探测层由二维材料或二维材料异质结构制备而成。

进一步优选地，所述二维材料为石墨烯或二硫化钼或二硫化钨。

进一步优选地，所述二维材料异质结构为石墨烯-二硫化钼，或石墨烯-二硫化钨，或二硫化钼-二硫化钨。

进一步优选地，所述光电探测器中还包括一基底层和第二电极，所述基底层与光电探测层之间通过空气层隔离，所述第一电极于所述空气层四周位于所述基底层和光电探测层之间。

进一步优选地，所述光电探测器由多个光电探测结构叠加而成，前一光电探测结构中的电极层与后一光电探测结构中的光电探测层通过一绝缘层连接，各光电探测结构中的光电探测层之间通过一空气层隔离。

进一步优选地，所述光电探测器中还包括一密闭抗辐射容器，各光电探测结构置于所述密闭抗辐射容器中。

本发明提供的光电探测器带来的有益效果在于：

在本发明中，光电探测层由二维材料或二维材料异质结构构成，由二维材料或二维材料异质结构对光敏感的同时极薄（厚度小于1nm（纳米）），以此与辐射粒子发生反应的几率极小，误触发几率极小；另外，二维材料平面内原子间作用力较强，结构稳定，辐射粒子产生的损伤较小。

其次，在本发明中，利用空气层将基底层与光电探测层隔开，有利于减小辐射粒子与基底层相互作用时产生的二次辐射、缺陷、电离中心等对沟道层和栅极的影响，提高器件的可靠性。

再次，在本发明中的光电探测器由2个或多个光电探测结构叠加而成。由于辐射粒子同时与多个光电探测层反应产生赝信号的几率很小，以此大大减小或排除了由于辐射所导致赝信号的概率。需要特别指出的是，传统的光电探测器通常较厚，效率较低，辐射粒子与工作介质同时反应产生赝信号的几率较大，光通过一层工作介质后到达第二层是光强将大大减弱，采用叠加方式提高器件的可靠性并不合适，而二维材料或二维材料异质结光吸收率合适（2.3-20%），效率高，同时产生赝信号的几率小，可以采用叠加设计方式。

最后，将光电探测结构置于真空密闭抗辐射容器中得到光电探测器，有效降低探测器的照射剂量的同时，减小辐射粒子与空气反应所产生的二次辐射对探测器的影响。

附图说明