CN111584674B - 单片集成日盲紫外及近红外双色光电探测器及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种单片集成日盲紫外及近红外双色光电探测器,由下至上依次包括AlN模板、AlGaN/AlN超晶格层、AlGaN过渡层、n型AlGaN层、导电氧化物纳米天线及金属叉指电极;所述金属叉指电极包括交叉设置的第一叉指电极及第二叉指电极;所述导电氧化物纳米天线设置于所述第一叉指电极的内部。本发明在不影响日盲紫外光探测的基础上,具有近红外光电转换效率高,灵敏度高的特点,而且器件结构简单,探测波长可调谐性好。本发明同时还提供了一种具有上述有益效果的单片集成日盲紫外及近红外双色光电探测器的制作方法。
Description
技术领域
本发明涉及半导体光电探测器技术领域,特别是涉及一种单片集成日盲紫外及近红外双色光电探测器及其制作方法。
背景技术
信息化高度发达的当今时代,作为信息获取重要支柱的紫外、红外光电探测材料与器件在国民经济建设、国防建设,以及人们的日常生活各个领域都发挥着重要作用。红外探测具有环境适应性好、隐蔽性好、伪装识别能力强,紫外探测尤其是日盲紫外探测具有抗干扰能力强、保密性好。而随着应用场景的不断扩展,人们渐渐开始寻找一种同时能探测日盲紫外及近红外光的器件。
目前,随着新材料新技术的不断发展,产生了一些实现单片集成的紫外/红外双色光电探测的解决方案,但各有利弊,大至上可分为三种,其一,通过键合技术将紫外和红外两种光电探测材料进行混合集成,避免了不同光敏材料外延生长的兼容性问题,但存在紫外/红外光电流“Crosstalk”和红外光信号穿透紫外探测材料时发生晶格散射而被削弱导致红外光谱响应弱等问题;第二,通过基于AlGaN基低维结构材料(量子阱、超晶格)红外探测与AlGaN基紫外探测一体的紫外/红外双色探测技术,利用AlGaN基材料的带间跃迁和低维结构材料子带间跃迁分别实现紫外和红外双色探测,获得单一材料体系的紫外/红外双色探测,解决了紫外/红外探测材料外延生长兼容性问题,但存在红外光吸收效率低,常温下红外光谱响应弱等问题;第三,通过宽带隙半导体材料与窄带隙二维材料混合集成,利用二维材料体系(石墨烯、黑磷等)能带结构覆盖了没有带隙的金属态,带隙可调谐的半导体态,到宽带隙的半绝缘和绝缘态,光学吸收范围涵盖了紫外到红外及至太赫兹波段的特性,但该方案得到的器件的性能与二维材料的特性、堆积方式、能带结构息息相关,就目前广泛使用的范德华异质结构而言,双色探测性能此消彼长,不能在双色端均得到较好的感应灵敏度。
综上所述,如何在单片集成日盲紫外及近红外双色光电探测器的双色端均得到较高的响应度及较好的灵敏度,是本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种单片集成日盲紫外及近红外双色光电探测器及其制作方法,以解决现有技术中日盲紫外及近红外双色光电探测器对不能在双色端均得到较高灵敏度的问题。
为解决上述技术问题,本发明提供一种单片集成日盲紫外及近红外双色光电探测器,由下至上依次包括AlN模板、AlGaN/AlN超晶格层、AlGaN过渡层、n型AlGaN层、导电氧化物纳米天线及金属叉指电极;
所述金属叉指电极包括交叉设置的第一叉指电极及第二叉指电极;
所述导电氧化物纳米天线设置于所述第一叉指电极的内部。
可选地,在所述的单片集成日盲紫外及近红外双色光电探测器中,所述单片集成日盲紫外及近红外双色光电探测器还包括梯度掺杂n型AlGaN层;
所述梯度掺杂n型AlGaN层设置于所述第一叉指电极及所述n型AlGaN层之间;
所述梯度掺杂n型AlGaN层的掺杂浓度从所述梯度掺杂n型AlGaN层内部向表面递减。
可选地,在所述的单片集成日盲紫外及近红外双色光电探测器中,所述梯度掺杂n型AlGaN层为硅掺杂的AlGaN层。
可选地,在所述的单片集成日盲紫外及近红外双色光电探测器中,所述导电氧化物纳米天线为一维铝掺氧化锌纳米天线或一维锡掺杂氧化铟纳米天线或一维镓掺氧化锌纳米天线。
可选地,在所述的单片集成日盲紫外及近红外双色光电探测器中,所述AlN模板由下至上依次包括低温AlN成核层、中温AlN过渡层及高温AlN外延层。
一种单片集成日盲紫外及近红外双色光电探测器的制作方法,包括:
在AlN模板上由下至上依次设置AlGaN/AlN超晶格层、AlGaN过渡层及n型AlGaN层;
在所述n型AlGaN层表面设置导电氧化物纳米天线;
在所述n型AlGaN层表面设置一组金属叉指电极中的第一叉指电极及第二叉指电极,得到所述单片集成日盲紫外及近红外双色光电探测器;其中,所述导电氧化物纳米天线设置于所述第一叉指电极的内部。
可选地,在所述的单片集成日盲紫外及近红外双色光电探测器的制作方法中,在设置导电氧化物纳米天线之前,还包括:
在所述n型AlGaN层表面设置梯度掺杂n型AlGaN层;所述梯度掺杂n型AlGaN层的掺杂浓度从所述梯度掺杂n型AlGaN层内部向表面递减
相应地,在所述梯度掺杂n型AlGaN层表面设置导电氧化物纳米天线;
在所述梯度掺杂n型AlGaN层表面设置一组金属叉指电极中的第一叉指电极,在所述n型AlGaN层表面设置一组金属叉指电极中的第二叉指电极。
可选地,在所述的单片集成日盲紫外及近红外双色光电探测器的制作方法中,在所述梯度掺杂n型AlGaN层表面设置导电氧化物纳米天线具体为:
在金属盐水溶液中恒温反应,得到在所述梯度掺杂n型AlGaN层表面的螺位错处自组装生长的导电氧化物纳米天线。
可选地,在所述的单片集成日盲紫外及近红外双色光电探测器的制作方法中,所述恒温反应的温度范围为80摄氏度至200摄氏度,包括端点值。
可选地,在所述的单片集成日盲紫外及近红外双色光电探测器的制作方法中,所述第一叉指电极及所述第二叉指电极为通过电子束蒸镀及金属剥离工艺设置的电极。
本发明所提供的单片集成日盲紫外及近红外双色光电探测器,由下至上依次包括AlN模板、AlGaN/AlN超晶格层、AlGaN过渡层、n型AlGaN层、导电氧化物纳米天线及金属叉指电极;所述金属叉指电极包括交叉设置的第一叉指电极及第二叉指电极;所述导电氧化物纳米天线设置于所述第一叉指电极的内部。本发明一方面通过所述n型AlGaN层和所述金属叉指电极构成的MSM(金属-半导体-金属)结构探测器实现日盲紫外光电探测;另一方面所述导电氧化物纳米天线与近红外光相互作用激发的等离激元在非辐射衰变过程中会产生热电子,所述热电子跃过所述导电氧化物纳米天线与所述n型AlGaN层形成的势垒高度形成光电流,实现近红外光的探测,在不影响日盲紫外光探测的基础上,具有近红外光电转换效率高,灵敏度高的特点,而且器件结构简单,可通过调节AlGaN基材料的Al组分,实现紫外光谱响应波段的调节,同时可通过调节掺杂半导体纳米材料的几何参数、掺杂浓度来调节红外波段共振吸收诱导热电子发射,形成特定波长的红外光电探测,探测波长可调谐性好。本发明同时还提供了一种具有上述有益效果的单片集成日盲紫外及近红外双色光电探测器的制作方法。
附图说明
为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的单片集成日盲紫外及近红外双色光电探测器的一种具体实施方式的结构示意图;
图2为本发明提供的单片集成日盲紫外及近红外双色光电探测器的另一种具体实施方式的结构示意图;
图3为本发明提供的单片集成日盲紫外及近红外双色光电探测器的制作方法的一种具体实施方式的流程示意图;
图4为本发明提供的单片集成日盲紫外及近红外双色光电探测器的制作方法的另一种具体实施方式的流程示意图。
具体实施方式
需要注意的是,本发明提供的单片集成日盲紫外及近红外双色光电探测器为全固态双色光电探测器。
红外探测具有环境适应性好、隐蔽性好、伪装识别能力强等特点,在军事领域广泛应用于红外夜视、红外侦察和红外制导等方面,在民用领域,诸如安防报警、火灾报警、车辆驾驶等方面也具有巨大的市场需求。紫外探测尤其是日盲紫外探测具有抗干扰能力强、保密性好等特点,军事上广泛应用于来袭导弹逼近告警、自由空间保密光通讯、生化武器检测等领域,在高压输电线路漏电电晕监测、化工化学品火灾早期预警、环境监测、生物医学检测等民用领域也具有重要用途。
然而,随着人们对光电器件集成度需求的不断提高、实际应用环境的复杂化、探测目标光谱多样化和光电对抗、干扰技术的发展,由紫外或红外光电探测器实现的单波段探测(单色探测)已经越来越无法满足实际应用的需求。为了有效克服复杂应用背景的干扰,增强光电探测器对目标的识别能力和探测效果,有效降低预警、搜索和跟踪系统的虚警率,显著地提高系统的性能和在各种军事、民用平台上的通用性,将日盲紫外探测和红外探测功能集成到一起,日盲紫外探测的强抗干扰能力和极低虚警率与红外探测的强伪装识别能力和高灵敏探测形成互为补充,相得益彰的单片集成日盲紫外/近红外双波段探测器(双色探测),具有重要的意义。本发明因此提供了一种在双色端均具有较好灵敏度的探测器。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种单片集成日盲紫外及近红外双色光电探测器,其一种具体实施方式的结构示意图如图1所示,称其为具体实施方式一,由下至上依次包括AlN模板100、AlGaN/AlN超晶格层200、AlGaN过渡层300、n型AlGaN层400、导电氧化物纳米天线530及金属叉指电极;
所述金属叉指电极包括交叉设置的第一叉指电极510及第二叉指电极520;
所述导电氧化物纳米天线530设置于所述第一叉指电极510的内部。
此外,所述导电氧化物纳米天线为530一维铝掺氧化锌纳米天线或一维锡掺杂氧化铟纳米天线或一维镓掺氧化锌纳米天线;所述导电氧化物天线为一维纳米柱,更进一步地,所述导电氧化物天线为六方纳米柱,高度介于80纳米至100纳米,内切半径介于40纳米至70纳米。
需要注意的是,所述单片集成日盲紫外及近红外双色光电探测器为背照射,即外界的入射光从所述AlN模板100的一侧射入。
所述单片集成日盲紫外及近红外双色光电探测器,可通过调节所述AlGaN/AlN超晶格层200或所述AlGaN过渡层300的Al组分,实现日盲紫外波段探测的起始波长在200nm以上;也可通过调节n型AlGaN层400(或下文中的梯度掺杂n型AlGaN层600)的Al组分,实现日盲紫外波段探测的截止波长在280nm以下;另外,还可通过调节导电氧化物纳米天线530的几何尺寸和掺杂浓度实现红外探测波长范围调节,可实现探测波长介于800nm到2200nm的近红外波段。
所述金属叉指电极为金电极,所述金属叉指电极的厚度范围为100纳米至300纳米,包括端点值,如100.0纳米、200.0纳米或300.0纳米中任一个。
更进一步地,所述的AlGaN/AlN超晶格层200中AlGaN为Al组分大于等于0.6,小于等于0.8的非故意掺杂AlGaN,周期为5-10,每个周期中AlGaN和AlN的厚度相同,均为5纳米至10纳米。
再进一步地,所述的AlGaN过渡层300为Al组分大于等于0.55,小于等于0.8的非故意掺杂AlGaN,厚度为100纳米至500纳米。
还进一步地,所述的n型AlGaN层400为Al组分大于等于0.55,小于等于0.65的AlGaN;掺Si载流子浓度为1×1018-1×1019cm-3,厚度为300纳米至500纳米。
本发明所提供的单片集成日盲紫外及近红外双色光电探测器,由下至上依次包括AlN模板100、AlGaN/AlN超晶格层200、AlGaN过渡层300、n型AlGaN层400、导电氧化物纳米天线530及金属叉指电极;所述金属叉指电极包括交叉设置的第一叉指电极510及第二叉指电极520;所述导电氧化物纳米天线530设置于所述第一叉指电极510的内部。本发明一方面通过所述n型AlGaN层400和所述金属叉指电极构成的MSM(金属-半导体-金属)结构探测器实现日盲紫外光电探测;另一方面所述导电氧化物纳米天线530与近红外光相互作用激发的等离激元在非辐射衰变过程中会产生热电子,所述热电子跃过所述导电氧化物纳米天线530与所述n型AlGaN层400形成的势垒高度形成光电流,实现近红外光的探测,在不影响日盲紫外光探测的基础上,具有近红外光电转换效率高,灵敏度高的特点,而且器件结构简单,可通过调节AlGaN基材料的Al组分,实现紫外光谱响应波段的调节,同时可通过调节掺杂半导体纳米材料的几何参数、掺杂浓度来调节红外波段共振吸收诱导热电子发射,形成特定波长的红外光电探测,探测波长可调谐性好。
在具体实施方式一的基础上,进一步对所述单片集成日盲紫外及近红外双色光电探测器的外延层做改进,得到具体实施方式二,其结构示意图如图2所示,由下至上依次包括AlN模板100、AlGaN/AlN超晶格层200、AlGaN过渡层300、n型AlGaN层400、导电氧化物纳米天线530及金属叉指电极;
所述金属叉指电极包括交叉设置的第一叉指电极510及第二叉指电极520;
所述导电氧化物纳米天线530设置于所述第一叉指电极510的内部;
所述单片集成日盲紫外及近红外双色光电探测器还包括梯度掺杂n型AlGaN层600;
所述梯度掺杂n型AlGaN层600设置于所述第一叉指电极510及所述n型AlGaN层400之间;
所述梯度掺杂n型AlGaN层600的掺杂浓度从所述梯度掺杂n型AlGaN层内部向表面递减。
本具体实施方式与上述具体实施方式的不同之处在于,本具体实施方式中为所述单片集成日盲紫外及近红外双色光电探测器增设了所述梯度掺杂n型AlGaN层600,其余结构均与上述具体实施方式相同,在此不再展开赘述。
本具体实施方式中为所述单片集成日盲紫外及近红外双色光电探测器增设了所述梯度掺杂n型AlGaN层600,由于掺杂浓度由材料体内向表面递减,可诱导形成由材料体内指向表面的内建电场,该内建电场有助于日盲紫外光电探测器光生载流子的分离和输运,提高光谱响应度;进一步说明,所述梯度掺杂n型AlGaN层600诱导形成的内建电场能够使其表面能带向下弯曲,提高电子亲和势,从而有助于降低所述导电氧化物纳米天线530与n型AlGaN(包括所述n型AlGaN层400及所述梯度掺杂n型AlGaN层600)的势垒高度。
更进一步地,所述梯度掺杂n型AlGaN层600为硅掺杂的AlGaN层,硅掺杂技术成熟,成本低廉,所述梯度掺杂n型AlGaN层600为Al组分大于等于0.45,小于等于0.55的AlGaN,厚度为100纳米至200纳米,掺杂浓度由体内5×1019cm-3到表面5×1018cm-3递减。
在具体实施方式二的基础上,进一步对所述AlN模板100做改进,得到具体实施方式三,其结构示意图与上述具体实施方式相同,由下至上依次包括AlN模板100、AlGaN/AlN超晶格层200、AlGaN过渡层300、n型AlGaN层400、导电氧化物纳米天线530及金属叉指电极;
所述金属叉指电极包括交叉设置的第一叉指电极510及第二叉指电极520;
所述导电氧化物纳米天线530设置于所述第一叉指电极510的内部;
所述单片集成日盲紫外及近红外双色光电探测器还包括梯度掺杂n型AlGaN层600;
所述梯度掺杂n型AlGaN层600设置于所述第一叉指电极510及所述n型AlGaN层400之间;
所述梯度掺杂n型AlGaN层600的掺杂浓度从所述梯度掺杂n型AlGaN层内部向表面递减;
所述AlN模板100由下至上依次包括低温AlN成核层、中温AlN过渡层及高温AlN外延层。
本具体实施方式与上述具体实施方式的不同之处在于,本具体实施方式中限定了所述AlN模板100的内部结构,其余结构均与上述具体实施方式相同,在此不再展开赘述。
所述AlN模板100的厚度的范围为0.5微米至1微米,包括端点值如0.50微米、0.75微米或1.00微米中任一个。本具体实施方式中限定了所述AlN模板100的内部结构,其中,所述低温AlN成核层为950摄氏度左右生长的层,其厚度范围为30纳米至50纳米,所述中温AlN过渡层为1050摄氏度左右生长的层,其厚度范围为0.5微米至1.0微米,所述高温AlN外延层为1250摄氏度左右生长的层,其厚度范围为0.5微米至1.0微米。分层后的AlN模板100能够缓解蓝宝石衬底与外延AlGaN材料间的晶格失配和热膨胀系数失配(所述单片集成日盲紫外及近红外双色光电探测器一般设置在蓝宝石衬底上),降低材料生长缺陷、应力和位错密度,保证后续AlGaN半导体材料具有良好的晶体质量。
本发明还提供了一种单片集成日盲紫外及近红外双色光电探测器的制作方法,其一种具体实施方式的流程示意图如图3所示称其为具体实施方式四,包括:
步骤S101:在AlN模板100上由下至上依次设置AlGaN/AlN超晶格层200、AlGaN过渡层300及n型AlGaN层400。
更进一步地,所述的AlN模板100、所述AlGaN/AlN超晶格层200、所述AlGaN过渡层300、所述n型AlGaN层400(包括下述的梯度掺杂n型AlGaN层600)采用金属有机化学气相沉积外延生长。
步骤S102:在所述n型AlGaN层400表面设置导电氧化物纳米天线530。
步骤S103:在所述n型AlGaN层400表面设置一组金属叉指电极中的第一叉指电极510及第二叉指电极520,得到所述单片集成日盲紫外及近红外双色光电探测器;其中,所述导电氧化物纳米天线530设置于所述第一叉指电极510的内部。
作为一种优选实施方式,所述第一叉指电极510及所述第二叉指电极520为通过电子束蒸镀及金属剥离工艺设置的电极;再进一步地,先采用光刻、感应等离子体刻蚀(ICP)等标准微电子工艺在所述n型AlGaN层400上刻蚀出叉指状台面,再在所述叉指状台面上设置叉指电极,如在氮气氛围下450摄氏度快速热退火60秒。
本发明所提供的单片集成日盲紫外及近红外双色光电探测器的制作方法,通过在AlN模板100上由下至上依次设置AlGaN/AlN超晶格层200、AlGaN过渡层300及n型AlGaN层400;在所述n型AlGaN层400表面设置导电氧化物纳米天线530;在所述n型AlGaN层400表面设置一组金属叉指电极中的第一叉指电极510及第二叉指电极520,得到所述单片集成日盲紫外及近红外双色光电探测器;其中,所述导电氧化物纳米天线530设置于所述第一叉指电极510的内部。本发明一方面通过所述n型AlGaN层400和所述金属叉指电极构成的MSM(金属-半导体-金属)结构探测器实现日盲紫外光电探测;另一方面所述导电氧化物纳米天线530与近红外光相互作用激发的等离激元在非辐射衰变过程中会产生热电子,所述热电子跃过所述导电氧化物纳米天线530与所述n型AlGaN层400形成的势垒高度形成光电流,实现近红外光的探测,在不影响日盲紫外光探测的基础上,具有近红外光电转换效率高,灵敏度高的特点,而且器件结构简单,可通过调节AlGaN基材料的Al组分,实现紫外光谱响应波段的调节,同时可通过调节掺杂半导体纳米材料的几何参数、掺杂浓度来调节红外波段共振吸收诱导热电子发射,形成特定波长的红外光电探测,探测波长可调谐性好。
在具体实施方式三的基础上,进一步对所述流程做改进,得到具体实施方式五,其流程示意图如图4所示,包括:
步骤S201:在AlN模板100上由下至上依次设置AlGaN/AlN超晶格层200、AlGaN过渡层300及n型AlGaN层400。
步骤S202:在所述n型AlGaN层400表面设置梯度掺杂n型AlGaN层600;所述梯度掺杂n型AlGaN层600的掺杂浓度从所述梯度掺杂n型AlGaN层内部向表面递减。
步骤S203:在所述梯度掺杂n型AlGaN层600表面设置导电氧化物纳米天线530。
在所述梯度掺杂n型AlGaN层600表面设置导电氧化物纳米天线530具体为:
在金属盐水溶液中恒温反应,得到在所述梯度掺杂n型AlGaN层600表面的螺位错处自组装生长的导电氧化物纳米天线530,即使用水热法设置所述导电氧化物纳米天线530。
在所述螺位错处自组装生长的导电氧化物纳米天线530,对所述螺位错有钝化作用;更进一步地,所述恒温反应的温度范围为80摄氏度至200摄氏度,包括端点值,如80.0摄氏度、93.2摄氏度或200.0摄氏度中任一个;所述恒温反应的反应时间为0.5小时至1小时,包括端点值,如0.50小时、0.75小时或1.00小时中任一个。
步骤S204:在所述梯度掺杂n型AlGaN层600表面设置一组金属叉指电极中的第一叉指电极510,在所述n型AlGaN层400表面设置一组金属叉指电极中的第二叉指电极520,得到所述单片集成日盲紫外及近红外双色光电探测器;其中,所述导电氧化物纳米天线530设置于所述第一叉指电极510的内部。
本具体实施方式与上述具体实施方式的不同之处在于,本具体实施方式中增设了所述梯度掺杂n型AlGaN层600,其余步骤均与上述具体实施方式相同,在此不再展开赘述。
本具体实施方式中为所述单片集成日盲紫外及近红外双色光电探测器增设了所述梯度掺杂n型AlGaN层600且提供了设置方法,其有益效果已在上文中表述,在此不再展开赘述。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处,各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言,由于其与实施例公开的方法相对应,所以描述的比较简单,相关之处参见方法部分说明即可。
需要说明的是,在本说明书中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上对本发明所提供的单片集成日盲紫外及近红外双色光电探测器及其制作方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以对本发明进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (8)
1.一种单片集成日盲紫外及近红外双色光电探测器,其特征在于,由下至上依次包括AlN模板、AlGaN/AlN超晶格层、AlGaN过渡层、n型AlGaN层、导电氧化物纳米天线及金属叉指电极;
所述金属叉指电极包括交叉设置的第一叉指电极及第二叉指电极;
所述导电氧化物纳米天线仅设置于所述第一叉指电极的内部;
所述单片集成日盲紫外及近红外双色光电探测器还包括梯度掺杂n型AlGaN层;
所述梯度掺杂n型AlGaN层设置于所述第一叉指电极及所述n型AlGaN层之间;所述导电氧化物纳米天线设置于所述梯度掺杂n型AlGaN层靠近所述第一叉指电极的表面;
所述梯度掺杂n型AlGaN层的掺杂浓度从所述梯度掺杂n型AlGaN层内部向表面递减。
2.如权利要求1所述的单片集成日盲紫外及近红外双色光电探测器,其特征在于,所述梯度掺杂n型AlGaN层为硅掺杂的AlGaN层。
3.如权利要求1所述的单片集成日盲紫外及近红外双色光电探测器,其特征在于,所述导电氧化物纳米天线为一维铝掺氧化锌纳米天线或一维锡掺杂氧化铟纳米天线或一维镓掺氧化锌纳米天线。
4.如权利要求1所述的单片集成日盲紫外及近红外双色光电探测器,其特征在于,所述AlN模板由下至上依次包括低温AlN成核层、中温AlN过渡层及高温AlN外延层。
5.一种单片集成日盲紫外及近红外双色光电探测器的制作方法,其特征在于,包括:
在AlN模板上由下至上依次设置AlGaN/AlN超晶格层、AlGaN过渡层及n型AlGaN层;
在所述n型AlGaN层表面的预设区域设置导电氧化物纳米天线;
在所述n型AlGaN层表面设置一组金属叉指电极中的第一叉指电极及第二叉指电极,得到所述单片集成日盲紫外及近红外双色光电探测器;其中,所述导电氧化物纳米天线设置于所述第一叉指电极的内部,所述导电氧化物纳米天线被所述第一叉指电极包裹;
在设置导电氧化物纳米天线之前,还包括:
在所述n型AlGaN层表面设置梯度掺杂n型AlGaN层;所述梯度掺杂n型AlGaN层的掺杂浓度从所述梯度掺杂n型AlGaN层内部向表面递减;
相应地,在所述梯度掺杂n型AlGaN层表面设置导电氧化物纳米天线;
在所述梯度掺杂n型AlGaN层表面设置一组金属叉指电极中的第一叉指电极,在所述n型AlGaN层表面设置一组金属叉指电极中的第二叉指电极。
6.如权利要求5所述的单片集成日盲紫外及近红外双色光电探测器的制作方法,其特征在于,在所述梯度掺杂n型AlGaN层表面设置导电氧化物纳米天线具体为:
在金属盐水溶液中恒温反应,得到在所述梯度掺杂n型AlGaN层表面的螺位错处自组装生长的导电氧化物纳米天线。
7.如权利要求6所述的单片集成日盲紫外及近红外双色光电探测器的制作方法,其特征在于,所述恒温反应的温度范围为80摄氏度至200摄氏度,包括端点值。
8.如权利要求5所述的单片集成日盲紫外及近红外双色光电探测器的制作方法,其特征在于,所述第一叉指电极及所述第二叉指电极为通过电子束蒸镀及金属剥离工艺设置的电极。
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