CN111584675A - 一种光电探测装置及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种光电探测装置及其制备方法，光电探测装置包括基板层；有源层，设于所述基板层上；所述有源层包括：半导体层，设于所述基板上，所述半导体层的表面呈凹凸不平起伏状；光敏层，设于所述半导体层的表面，所述光敏层的表面也呈凹凸不平起伏状。将半导体层和光敏层设置为凹凸不平类似金字塔的规则结构，能够降低反射提高光的吸收，从而使得有源层对光的敏感度更强，提高检测能力。
Description
技术领域
本申请涉及光电探测器技术领域，尤其涉及一种光电探测装置及其制备方法。
背景技术
低成本和低功耗的光电探测器(photodetectors)对于智能穿戴产品的应用至关重要，光电探测器主要基于量子点，超晶格和异质结结构等被广泛使用，目前的主要问题是低电荷传输迁移率成为发展的瓶颈。
IGZO TFT具有低的亚阈值摆幅(S.S.)，关态电流密度低，并且具有10–50cm2V-1s-1的高电子迁移率，因此IGZO与光敏感膜层结合后，具有高迁移率的电子传输层的情况，可以更有效地将光转换为电流，因此异质结晶体管光电探测器可以实现高效率和高响应率。
但是异质结晶体管光电探测器中的有源层对光的高反射降低了电子传输层的迁移率，因此，确有必要来开发一种新型的光罩，以克服现有技术的缺陷。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种光电探测装置，其能够解决现有技术中异质结晶体管光电探测器中的有源层对光的高反射降低了电子传输层的迁移率的问题。
为实现上述目的，本发明提供一种光电探测装置，其包括基板层；有源层，设于所述基板层上；所述有源层包括：半导体层，设于所述基板上，所述半导体层的表面呈凹凸不平起伏状；光敏层，设于所述半导体层的表面，所述光敏层的表面也呈凹凸不平起伏状。
将所述半导体层和光敏层的表面设置为凹凸不平类似金字塔的规则结构，能够降低反射提高光的吸收，从而使得有源层对光的敏感度更强，提高检测能力。
进一步的，在其他实施方式中，其中所述光电探测装置还包括源漏极层，设于所述基板层上，与所述有源层同层设置，且与所述有源层相接。
进一步的，在其他实施方式中，其中所述基板层包括衬底层；栅极层，设于所述衬底层上；栅极绝缘层，设于所述栅极层上，且覆盖所述栅极层；所述半导体层设于所述栅极绝缘层上，所述源漏极层上设于所述栅极绝缘层上。
进一步的，在其他实施方式中，其中所述半导体层的材料采用铟镓锌氧化物，所述光敏层的材料采用硫化铅。
进一步的，在其他实施方式中，其中所述半导体层的表面凸出的部分呈矩形、半圆形或三角形中的一种或几种，所述光敏层的表面凸出的部分呈矩形、半圆形或三角形中的一种或几种。在其他实施方式中，所述半导体层和所述光敏层的表面凸出的部分也可以设置其他形状，只要保证能够降低光的反射增加光的吸收即可，在此不做限定。
为实现上述目的，本发明还提供一种备方法，用以制备本发明涉及的所述光电探测装置，所述制备方法包括以下步骤：提供一基板层；制备半导体层于所述基板上，所述半导体层的表面呈凹凸不平起伏状；制备光敏层于所述半导体层的表面，所述光敏层的表面也呈凹凸不平起伏状，所述半导体层和所述光敏层形成有源层。
由于所述半导体层的表面呈凹凸不平起伏状，因此其表面上制备的所述光敏层的表面也呈凹凸不平起伏状，有利于光在所述光敏层的吸收，提高所述光敏层对光的敏感性。
进一步的，在其他实施方式中，其中，采用气相沉积的方式沉积铟镓锌氧化物于所述基板层上形成所述半导体层，退火处理后再进行黄光和刻蚀使得所述半导体层的表面呈凹凸不平起伏状。
进一步的，在其他实施方式中，其中，采用气相沉积的方式沉积硫化铅于所述半导体层上形成所述光敏层。
将半导体层和光敏层的表面设置为凹凸不平类似金字塔的规则结构，能够降低反射提高光的吸收，从而使得有源层对光的敏感度更强，提高检测能力。
进一步的，在其他实施方式中，其中所述基板层的制备方法包括以下步骤：提供一衬底层；制备栅极层于所述衬底层上；制备栅极绝缘层于所述栅极层上，且覆盖所述栅极层；其中，制备所述半导体层于所述栅极绝缘层上。
进一步的，在其他实施方式中，其中采用气相沉积的方式制备所述栅极层，利用黄光工艺和刻蚀工艺制备具有图案的栅极层。
进一步的，在其他实施方式中，其中采用化学气相沉积的方式制备所述栅极绝缘层。
进一步的，在其他实施方式中，其中所述栅极层的材料采用钼金属或铝金属，所述栅极绝缘层的材料采用氧化硅。
进一步的，在其他实施方式中，其中在制备所述光敏层的步骤后还包括：采用气相沉积的方式制备源漏极于所述基板层上，与所述有源层同层设置，且与所述有源层相接。
进一步的，在其他实施方式中，其中所述源漏极的采用采用铝金属或钼金属。
相对于现有技术，本发明的有益效果在于：本发明提供一种光电探测装置及其制备方法，将半导体层和光敏层的表面设置为凹凸不平类似金字塔的规则结构，能够降低反射提高光的吸收，从而使得有源层对光的敏感度更强，提高检测能力。
附图说明
下面结合附图，通过对本申请的具体实施方式详细描述，将使本申请的技术方案及其它有益效果显而易见。
图1为本发明实施例提供的光电探测装置的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的光电探测装置的制备方法的流程图；
图3为本发明实施例提供的光电探测装置的制备方法步骤1时的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的光电探测装置的制备方法步骤2时的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的光电探测装置的制备方法步骤3时的结构示意图；
图6为本发明实施例提供的光电探测装置的制备方法步骤4时的结构示意图。
附图说明：
光电探测装置-100；
基板层-110；
有源层-120； 源漏极层-130；
衬底层-111； 栅极层-112；
栅极绝缘层-113； 半导体层-121；
光敏层-122。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本申请的不同结构。为了简化本申请的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本申请。此外，本申请可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本申请提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
请参阅图1，图1所示为本发明实施例提供的光电探测装置100的结构示意图，光电探测装置100包括基板层110、有源层120和源漏极层130。
基板层110包括衬底层111、栅极层112和栅极绝缘层113；所述栅极层112设于衬底层111上，所述栅极绝缘层113设于栅极层112上，且覆盖栅极层112。
有源层120包括半导体层121和光敏层122；半导体层121设于栅极绝缘层11上，半导体层121的表面呈凹凸不平起伏状；光敏层122设于半导体层121的表面，光敏层122的表面也呈凹凸不平起伏状。
将半导体层121和光敏层122的表面设置为凹凸不平类似金字塔的规则结构，能够降低反射，提高光的吸收，从而使得有源层120对光的敏感度更强，提高检测能力。
源漏极层130上设于栅极绝缘层113上，与有源层120同层设置，且与有源层120相接。
其中半导体层121的材料采用铟镓锌氧化物，光敏层122的材料采用硫化铅。
半导体层121的表面凸出的部分呈矩形、半圆形或三角形中的一种或几种，光敏层122的表面凸出的部分呈矩形、半圆形或三角形中的一种或几种。在其他实施方式中，半导体层121和光敏层122的表面凸出的部分也可以设置其他形状，只要保证能够降低光的反射增加光的吸收即可，在此不做限定。
本发明实施例还提供一种制备方法，用以制备本发明涉及的光电探测装置100，请参阅图2，图2所示为本发明实施例提供的光电探测装置的制备方法的流程图，制备方法包括步骤1-步骤4。
步骤1：提供一基板层110；请参阅图3，图3为本发明实施例提供的光电探测装置的制备方法步骤1时的结构示意图。
基板层110的制备方法具体包括以下步骤：提供一衬底层111；制备栅极层112于衬底层111上；制备栅极绝缘层113于栅极层112上，且覆盖栅极层112。
其中，采用气相沉积的方式制备栅极层112，利用黄光工艺和刻蚀工艺制备具有图案的栅极层112；采用化学气相沉积的方式制备栅极绝缘层113。
栅极层112的材料采用钼金属或铝金属，栅极绝缘层113的材料采用氧化硅。
步骤2：制备半导体层121于栅极绝缘层113上，半导体层121的表面呈凹凸不平起伏状；请参阅图4，图4为本发明实施例提供的光电探测装置的制备方法步骤2时的结构示意图。
具体地，采用气相沉积的方式沉积铟镓锌氧化物于栅极绝缘层113上形成半导体层121，退火处理后再进行黄光和刻蚀使得半导体层121的表面呈凹凸不平起伏状。
步骤3：制备光敏层122于半导体层121的表面，光敏层122的表面也呈凹凸不平起伏状，半导体层121和光敏层122形成有源层120。
请参阅图5，图5为本发明实施例提供的光电探测装置的制备方法步骤3时的结构示意图。
由于半导体层121的表面呈凹凸不平起伏状，因此其表面上制备的光敏层122的表面也呈凹凸不平起伏状，有利于光在光敏层122的吸收，提高光敏层122对光的敏感性。
半导体层121的表面凸出的部分呈矩形、半圆形或三角形中的一种或几种，光敏层122的表面凸出的部分呈矩形、半圆形或三角形中的一种或几种。在其他实施方式中，半导体层121和光敏层122的表面凸出的部分也可以设置其他形状，只要保证能够降低光的反射增加光的吸收即可，在此不做限定。
其中，采用气相沉积的方式沉积硫化铅于所述半导体层121上形成光敏层122。
步骤4：采用气相沉积的方式制备源漏极于基板层110上，与有源层120同层设置，且与有源层120相接。
请参阅图6，图6为本发明实施例提供的光电探测装置的制备方法步骤4时的结构示意图。
其中，源漏极的采用采用铝金属或钼金属。
本发明的有益效果在于：本发明提供一种光电探测装置100及其制备方法，将半导体层121和光敏层122的表面设置为凹凸不平类似金字塔的规则结构，能够降低反射提高光的吸收，从而使得有源层120对光的敏感度更强，提高检测能力。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
以上对本申请实施例所提供的一种光电探测装置及其制备方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请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申请的技术方案及其核心思想；本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例的技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种光电探测装置，其特征在于，其包括
基板层；
有源层，设于所述基板层上；
所述有源层包括：
半导体层，设于所述基板上，所述半导体层的表面呈凹凸不平起伏状；
光敏层，设于所述半导体层的表面，所述光敏层的表面也呈凹凸不平起伏状。
2.根据权利要求1所述的光电探测装置，其特征在于，还包括
源漏极层，设于所述基板层上，与所述有源层同层设置，且与所述有源层相接。
3.根据权利要求2所述的光电探测装置，其特征在于，所述基板层包括
衬底层；
栅极层，设于所述衬底层上；
栅极绝缘层，设于所述栅极层上，且覆盖所述栅极层；
所述半导体层设于所述栅极绝缘层上，所述源漏极层上设于所述栅极绝缘层上。
4.根据权利要求1所述的光电探测装置，其特征在于，所述半导体层的材料采用铟镓锌氧化物，所述光敏层的材料采用硫化铅。
5.根据权利要求1所述的光电探测装置，其特征在于，所述半导体层的表面凸出的部分呈矩形、半圆形或三角形中的一种或几种，所述光敏层的表面凸出的部分呈矩形、半圆形或三角形中的一种或几种。
6.一种制备方法，用以制备如权利要求1所述的光电探测装置，其特征在于，包括以下步骤：
提供一基板层；
制备半导体层于所述基板上，所述半导体层的表面呈凹凸不平起伏状；
制备光敏层于所述半导体层的表面，所述光敏层的表面也呈凹凸不平起伏状，所述半导体层和所述光敏层形成有源层。
7.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，采用气相沉积的方式沉积铟镓锌氧化物于所述基板层上形成所述半导体层，退火处理后再进行黄光和刻蚀使得所述半导体层的表面呈凹凸不平起伏状。
8.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，采用气相沉积的方式沉积硫化铅于所述半导体层上形成所述光敏层。
9.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，其中基板层的制备方法包括以下步骤：
提供一衬底层；
制备栅极层于所述衬底层上；
制备栅极绝缘层于所述栅极层上，且覆盖所述栅极层；
其中，制备所述半导体层于所述栅极绝缘层上。
10.如权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述栅极层的材料采用钼金属或铝金属，所述栅极绝缘层的材料采用氧化硅。
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