[实用新型]一种氮化镓微米线阵列光电探测器

说明书

本实用新型公开了一种氮化镓微米线阵列光电探测器，该光电探测器包括：硅衬底、甲基氨基碘化铅层和电极；所述硅衬底的上表面形成有多个平行排列的凹槽；所述硅衬底的上表面的凸起部的表面覆盖有绝缘层；所述凹槽的两个内侧壁上分别外延生长有氮化镓微米线，所述氮化镓微米线的延伸方向与所述凹槽的延伸方向相同，所述氮化镓微米线形成平行的微米线阵列；所述电极设置在所述硅衬底的上表面，所述甲基氨基碘化铅层涂覆在所述硅衬底的上表面以覆盖所述电极以及氮化镓微米线进而形成双异质结。该光电探测器的暗电流低、响应速度快、开/关电流比高以及探测范围长，综合性能好，并且器件结构简单，易于制造。

技术领域

本实用新型涉及光电探测器技术领域，尤其涉及一种氮化镓微米线阵列光电探测器。

背景技术

光电探测器工作原理是通过将光信号转化为电信号。光电探测器是光电信息技术领域中的一个重要组成部分，并且在军事，医学以及生活中具有广泛的利用。例如：宇宙飞船、导弹发射、火灾检测以及视频成像等。作为宽禁带半导体当中的一员，氮化镓(GaN)由于具有宽禁带(禁带宽度3.4eV)、低介电常数、耐高温性、耐腐蚀性、抗辐射等特性，被认为是做探测器的理想材料。随着科学的不断发展进步，材料越来越向低维度，小尺寸方面不断的发展。在一维纳米结构中，微/纳米线与体材料相比具有更好的晶体质量，更大的体表面积。因而许多氮化镓微纳米线结构光电探测器从而出现。

氮化镓光电探测器由于工作原理的不同，可以将其分为光导型与光伏型。而光伏型又可分为肖特基型以及同/异质结型。光导型探测器具有高增益但暗电流大，肖特基型具有响应速度快但受势垒影响较大。因而为了得到既有快的响应速度，又具有较低的暗电流，异质结型是最佳选择。由于近年来钙钛矿材料的蓬勃发展，钙钛矿材料具有很好的结合性与良好的材料特性，是作为异质结另一种材料较佳选择。有机无机混合钙钛矿比起纯有机或者纯无机钙钛矿，具有更好的稳定性，更长的扩散长度以及具有可调的带隙。作为其中的代表，甲基氨基碘化铅(CH3NH3PbI3)由于具有较低的禁带宽度(1.53eV)，以及在可见光和近红外区域具有高的吸收系数，因此构成紫外-可见-近红外光电探测器使用CH3NH3PbI3与n型GaN是一种理想的选择。

如今，国内外某些团队与个人已经在对CH3NH3PbI3/GaN光电探测器进行一些研究，但大多数都是GaN薄膜与CH3NH3PbI3结合，这些光电探测器仍然存在以下缺陷：暗电流大、响应速度低以及制备复杂；其综合性能还需进一步提升。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的之一在于提供一种氮化镓微米线阵列光电探测器，该光电探测器的暗电流低、响应速度快、开/关电流比高以及探测范围长，综合性能好，并且器件结构简单，易于制造。

本实用新型的目的之一采用如下技术方案实现：

一种氮化镓微米线阵列光电探测器，包括：硅衬底、甲基氨基碘化铅层和电极；所述硅衬底的上表面形成有多个平行排列的凹槽；所述硅衬底的上表面的凸起部的表面覆盖有绝缘层；所述凹槽的两个内侧壁上分别外延生长有氮化镓微米线，所述氮化镓微米线的延伸方向与所述凹槽的延伸方向相同，所述氮化镓微米线形成平行的微米线阵列；所述电极设置在所述硅衬底的上表面，所述甲基氨基碘化铅层涂覆在所述硅衬底的上表面以覆盖所述电极以及氮化镓微米线进而形成双异质结。

进一步地，所述氮化镓微米线与所述凹槽内侧壁之间设有氮化铝缓冲层。

进一步地，所述氮化铝缓冲层的厚度为30至300nm。

进一步地，所述凹槽的宽度为8至12μm，所述凹槽的深度为2.5至4μm。

进一步地，所述甲基氨基碘化铅层的厚度为200～400nm。

相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：