[发明专利]一种利用连续光谱增强输出效率的光电探测器

说明书

本发明涉及一种利用连续光谱增强输出效率的光电探测器，利用连续光谱增强输出效率的光电探测器，包括基底层，基底层的上方设置有第一半导体层，第一半导体层的上方设置有第二半导体层，第二半导体层设置有多层金属纳米颗粒层；该利用连续光谱增强输出效率的光电探测器，在使用连续光谱的光作为入射光的时候，能够将低于金属纳米颗粒敏感度的入射光吸收，而且所设置的金属纳米颗粒，还可以产生表面等离激元共振，在金属纳米颗粒层奋进产生增强的局域电场，从而增强半导体层中的电子空穴对的符合效率，而高于金属纳米颗粒敏感度的入射光的能量却未被损耗，可以完全用于激发电子跃迁，进行光电转换，从而提高了连续光谱的入射光的输出效率。

技术领域

本发明属于光电探测技术领域，具体涉及一种利用连续光谱增强输出效率的光电探测器。

背景技术

光电探测器的工作原理是基于光电效应，热探测器基于材料吸收了光辐射能量后温度升高，从而改变了它的电学性能，它区别于光子探测器的最大特点是对光辐射的波长无选择性。光电探测器能把光信号转换为电信号。根据器件对辐射响应的方式不同或者说器件工作的机理不同，光电探测器可分为两大类：一类是光子探测器；另一类是热探测器。

通常，凡禁带宽度或杂质离化能合适的半导体材料都具有光电效应。但是制造实用性器件还要考虑性能、工艺、价格等因素。常用的光电导探测器材料在射线和可见光波段有：CdS、CdSe、CdTe、Si、Ge等；在近红外波段有：PbS、InGaAs、PbSe、InSb、Hg0.75Cd0.25Te等；在长于8微米波段有:Hg1-xCdxTe、PbxSn1-x、Te、Si掺杂、Ge掺杂等；CdS、CdSe、PbS等材料可以由多晶薄膜形式制成光电导探测器。可见光波段的光电导探测器CdS、CdSe、CdTe的响应波段都在可见光或近红外区域，通常称为光敏电阻。它们具有很宽的禁带宽度(远大于1电子伏),可以在室温下工作，因此器件结构比较简单，一般采用半密封式的胶木外壳，前面加一透光窗口，后面引出两根管脚作为电极。高温、高湿环境应用的光电导探测器可采用金属全密封型结构，玻璃窗口与可伐金属外壳熔封。

每一种可以用作光电探测的材料都只对一定的入射波长敏感(如图1所示)，这取决于其禁带的宽度，只有当入射光的能量大于或等于一个材料的禁带宽度时，电子吸收光能并跃迁到导带，如果利用连续光谱，过高光子能量又不能被跃迁的电子完全吸收，他会将多余的能量转化为热能，这一热能对于半导体材料来说是有害的。现提出一种方案可提高入射光的利用率，并减少电子吸收过多能量所发散的热能。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用连续光谱增强输出效率的光电探测器，利用连续光谱增强输出效率的光电探测器，包括基底层，所述基底层的上方设置有第一半导体层，所述第一半导体层的上方设置有第二半导体层，所述第二半导体层设置有多层金属纳米颗粒层。

所述金属纳米颗粒层的金属颗粒的尺寸不同。

所述金属纳米颗粒层至少设置有3层。

所述多层金属纳米颗粒层由上至下，所含有的大尺寸的金属颗粒的个数依次减少；所述多层金属纳米颗粒层由上至下，所含有的小尺寸的金属颗粒的个数依次增加。

所述第一半导体层为N型掺杂的砷化镓制成。

所述第二半导体层为P型掺杂的砷化镓制成。

所述金属纳米颗粒层设置有3层,依次为第一金属纳米颗粒层、第二金属纳米颗粒层、第三金属纳米颗粒层。

所述第一金属纳米颗粒层含有的大尺寸的金属颗粒的尺寸个数最少，含有的小尺寸的金属颗粒的个数最多。

所述第三金属纳米颗粒层含有的大尺寸的金属颗粒的尺寸个数最多，含有的小尺寸的金属颗粒的个数最少。

所述金属纳米颗粒层是由金或者银制成。