肖特基势垒型红外光电探测器的制作方法

技术特征：
1.一种用于探测波长为700nm以上的红外辐射的红外光电探测装置，包括：由具有带隙的非金属材料构成的载流子传输构件；位于所述载流子传输构件一侧的吸收体，所述吸收体为金属材料，其中当红外辐射被吸收时在所述吸收体中激发电子
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空穴对；以及位于所述载流子传输构件另一侧的半导体，所述半导体与所述载流子传输构件电接触；并且其中所述载流子传输构件包含陷阱态，使得由红外辐射在所述吸收体中激发的多数载流子经由所述陷阱态传导通过所述载流子传输构件以被所述半导体收集。2.根据权利要求1所述的红外光电探测装置，其中所述半导体与所述吸收体之间的所述载流子传输构件的厚度为50nm以下，优选为30nm以下，更优选为20nm以下，进一步优选为10nm以下，最优选为5nm以下。3.根据权利要求1或2所述的红外光电探测装置，其中耗尽区存在于所述载流子传输构件中，与所述半导体相邻。4.根据权利要求3所述的红外光电探测装置，其中所述半导体和所述吸收体之间的所述载流子传输构件的厚度不超过所述载流子传输构件中所述耗尽区厚度的5倍，优选不超过所述载流子传输构件中所述耗尽区厚度的2倍，更优选不超过所述载流子传输构件中所述耗尽区厚度的1.5倍。5.根据权利要求1至4中任一项所述的红外光电探测装置，其中，所述载流子传输构件的带隙等于或大于所述半导体的带隙。6.根据权利要求1至5中任一项所述的红外光电探测装置，其中所述载流子传输构件是非晶材料。7.根据权利要求1至6中任一项所述的红外光电探测装置，其中，所述载流子传输构件是被溅射的。8.根据权利要求1至7中任一项所述的红外光电探测装置，其中所述载流子传输构件是金属氧化物材料。9.根据权利要求8所述的红外光电探测装置，其中所述金属氧化物材料为tio2‑
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。10.根据权利要求1或9中任一项所述的红外光电探测装置，其中所述载流子传输构件具有5％以上、优选10％以上、更优选15％以上且最优选20％以上的氧的亚化学计量比。11.根据权利要求1至10中任一项所述的红外光电探测装置，其中所述红外辐射的波长为1100nm以上，优选为1150nm以上，更优选为1200nm以上。12.根据权利要求1至11中任一项所述的红外光电探测装置，其中所述红外辐射的波长为1mm以下，优选为15μm以下，更优选为8μm以下，更优选为3μm以下，更优选为1600nm以下，更优选为1400nm以下，最优选为1350nm以下。13.根据权利要求1至12中任一项所述的红外光电探测装置，其中所述吸收体被布置为具有彼此平行且在二维方向上延伸的两个主表面，所述两个主表面之一与所述载流子传输构件接触，所述两个主表面中的另一个用于吸收红外辐射。14.根据权利要求1至13中任一项所述的红外光电探测装置，其中，所述吸收体是au、ti、ti
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、in
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、pt、fe、cr、pd、ag、al。15.根据权利要求1至14中任一项所述的红外光电探测装置，其中所述半导体和所述吸
收体之间的所述载流子传输构件的厚度为0.1nm以上，优选为0.5nm以上，更优选为1nm以上，甚至更优选为2.0nm以上，最优选为3.5nm以上。16.根据权利要求1至15中任一项所述的红外光电探测装置，其中所述载流子传输构件是n型半导体。17.根据权利要求1至16中任一项所述的红外光电探测装置，其中所述半导体是掺杂si。18.根据权利要求1至17中任一项所述的红外光电探测装置，其中所述半导体是p型半导体。19.根据权利要求1至18中任一项所述的红外光电探测装置，其中当没有施加外部电压时，所述光电探测装置在1250nm激发波长下能够实现0.5ma/w以上的光响应度。20.根据权利要求1至19中任一项所述的红外光电探测装置，其中所述多数载流子是空穴。21.根据权利要求1至20中任一项的红外光电探测装置，其中与所述载流子传输构件电接触的所述吸收体的表面的粗糙度ra为0.2nm以上。22.根据权利要求1至21中任一项所述的红外光电探测装置，其中所述红外光电探测装置被配置为使得红外辐射在被所述吸收体吸收之前穿过所述半导体和所述载流子传输构件。23.根据权利要求22所述的红外光电探测装置，其中所述半导体是双面抛光的硅衬底。24.根据权利要求1至23中任一项所述的红外光电探测装置，其中所述吸收体具有至少10nm，优选至少15nm，最优选至少20nm的厚度。25.根据权利要求1至24中任一项所述的红外光电探测装置，还包括用于测量在所述吸收体与所述半导体之间的电位差或流动电流的电路。26.一种使用根据权利要求1至25中任一项所述的红外光电探测装置探测波长为700nm以上的红外辐射的方法，所述方法包括将所述吸收体暴露于红外辐射并测量在所述吸收体和所述半导体之间的电位差或流动电流。27.一种制造根据权利要求1至26中任一项所述的红外光电探测装置的方法，所述方法包括以下步骤：提供半导体衬底；沉积载流子传输构件，使得所述载流子传输构件的表面与所述半导体衬底的表面电接触；以及沉积吸收体，使得所述吸收体的表面与所述载流子传输构件的表面电接触。28.根据权利要求27所述的方法，其中通过溅射沉积所述载流子传输构件。

技术总结
本发明提供了一种用于探测波长为700nm以上的红外辐射的红外光探测装置，包括：由具有带隙的非金属材料构成的载流子传输构件；位于载流子传输构件一侧并与载流子传输构件电接触的吸收体，吸收体是金属材料，其中当红外辐射被吸收时在吸收体中激发电子


技术研发人员：尼古拉斯
受保护的技术使用者：帝国理工学院创新有限公司
技术研发日：2020.03.31
技术公布日：2021/11/19