[发明专利]紫外光电探测器及其制备方法

说明书

本发明提出了一种紫外光电探测器及其制备方法，其中，紫外光电探测器包括：衬底层；光敏层，设置在衬底层上；纳米铝阵列层，设置在光敏层上，覆盖光敏层的部分区域；其中，纳米铝阵列层包括：多个纳米铝块，多个纳米铝块以矩形阵列的形式设置在光敏层上；和/或多个铝纳米颗粒，多个铝纳米颗粒以矩形阵列的形式设置在光敏层上。本发明提供的紫外光电探测器，纳米铝阵列层通过阵列设置的铝纳米颗粒和/或纳米铝块，利用纳米铝结构的等离子体共振作用能够增强光敏层对检测波长的吸收。纳米铝的等离子体共振峰可以达到紫外区与光敏层共同作用，提高了本发明紫外光电探测器的响应度，在深紫外光的条件下，提高了本发明紫外光电探测器的探测性能。

技术领域

本发明涉及半导体器件领域，具体而言，涉及一种紫外光电探测器及一种紫外光电探测器的制备方法。

背景技术

紫外光电探测器在紫外通讯、导弹预警和跟踪、火灾预警、环境监测等领域均有广泛而重要的应用。传统紫外光电探测器主要包括光电倍增管和硅基紫外探测器。前者体积大、易损坏、效率低、功耗高，基于Si等窄带隙半导体材料的紫外探测器可靠性低、抗辐射能力差。此外它们都需采用一系列昂贵的滤光片，生产成本较高。

随着纳米技术的发展，基于二维材料的光电子器件具有体积小、功耗低、寿命长、柔性好、易于集成等独特优点。但是现有二维材料的光电子器件光吸收率低，基于二维材料制备的紫外光电探测器响应度低。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明第一方面提供了一种紫外光电探测器。

本发明第二方面提供了一种紫外光电探测器的制备方法。

有鉴于此，根据本发明的第一方面，提出了一种紫外光电探测器，包括：衬底层；光敏层，设置在衬底层上；纳米铝阵列层，设置在光敏层上，覆盖光敏层的部分区域；其中，纳米铝阵列层包括：多个纳米铝块，多个纳米铝块以矩形阵列的形式设置在光敏层上；和/或多个铝纳米颗粒，多个铝纳米颗粒以矩形阵列的形式设置在光敏层上。

本发明提供的紫外光电探测器，在工作过程中，通过纳米铝阵列层提高光敏层紫外光的吸收率，光敏层吸收紫外光即可将光学辐射信号转换为电学信号。

本发明提供的紫外光电探测器，通过衬底层的设置对光敏层及纳米铝阵列层起到支撑作用，同时便于光敏层及纳米铝阵列层的成型与制备；通过光敏层吸收紫外光，将光学辐射信号转换为电学信号实现紫外光电探测功能；通过纳米铝阵列层提高光敏层紫外光的吸收率，进而提高本发明紫外光电探测器响应度。

本发明提供的紫外光电探测器，纳米铝阵列层通过阵列设置的铝纳米颗粒和/或纳米铝块，利用纳米铝结构的等离子体共振作用能够增强光敏层对检测波长的吸收。纳米铝的等离子体共振峰可以达到紫外区与光敏层共同作用，提高了本发明紫外光电探测器的响应度，在深紫外光的条件下，提高了本发明紫外光电探测器的探测性能。

另外，根据本发明提供的上述技术方案中的紫外光电探测器，还可以具有如下附加技术特征：

在上述技术方案中，进一步地，纳米铝块的横截面为正方形，正方形的边长为30nm至50nm，纳米铝块的厚度为60nm至80nm。

在该技术方案中，进一步提供了纳米铝块的结构及尺寸，通过该尺寸的选取，能够使得纳米铝阵列层离子体共振的振峰出现在光敏层的吸收区，进一步增强光敏层对光的吸收，能够进一步提高紫外光电探测器的响应度。

在上述任一技术方案中，进一步地，多个纳米铝块的矩形阵列的阵列间距为150nm至250nm。

在该技术方案中，进一步提供了纳米铝块矩形阵列的阵列间距，能够使得纳米铝阵列层离子体共振的振峰出现在光敏层的吸收区，进一步增强光敏层对光的吸收，能够进一步提高紫外光电探测器的响应度。