CN112103367B - 一种半导体光电探测器及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供垂直半导体光电探测器、平面半导体光电探测器及垂直、平面半导体光电探测器的制备方法，垂直半导体光电探测器包括第一衬底(11)、下电极(12)、第一功能层(13)及上电极(14)；下电极(12)与上电极(14)中的一者为活性电极，另一者为惰性电极，第一功能层(13)在电场下能发生阻变，并在阈值电压下形成下电极(12)与上电极(14)之间的导电通路；第一功能层(13)在光照下的阈值电压小于在非光照下的阈值电压。本发明提供的方法能够有效改善传统光电探测器中小尺寸和高响应的权衡问题、在弱光探测方面具有明显优势，同时还可以抑制光电探测器阵列中的交叉串扰问题。
Description
技术领域
本发明涉及光电探测器技术领域，具体涉及一种半导体光电探测器及其制备方法。
背景技术
在紫外探测领域，目前实用性器件主要是硅基的光电倍增管和紫外光电管。然而，光电倍增管需要在高压下工作，具有较大的体积和质量。另外，硅基紫外光电管需要附加滤光片，增加了系统的复杂性。宽禁带半导体材料SiC、GaN、ZnO、Ga2O3等具有耐高低温极端环境、抗辐照、耐击穿、高热学及化学稳定性等本征优异性质。利用宽禁带半导体材料，可以在不使用滤光片的情况下，使器件工作在深紫外波段，有利于简化紫外探测系统结构，减轻重量和体积。但器件还存在操作电压大、响应度低、光电流小、响应速度慢、器件尺寸大等缺点。
光电探测器普遍存在小尺寸下难以实现高响应的特点，即小尺寸器件与高响应性能之间权衡(tradeoff)的问题。同其他波段光电探测器类似，深紫外光电探测器为了实现较大的光吸收和较高的光响应，传统思路为增大器件表面积。对于单器件探测场景，为了实现较高的探测响应，大的器件面积无可厚非。然而，对于光电探测器的阵列成像应用而言，较大的器件面积会导致最终的阵列尺寸较大、重量大、成像分辨率低、制造成本高等问题，不利于光电探测设备的小型化发展。尤其是对于空间探测而言，小尺寸、轻质量的探测器的发展至关重要。当缩小器件尺寸，减小器件的曝光面积，探测器将面临操作电压大、响应度低、响应电流小、光暗电流比小、信噪比小等系列问题，这极大地削弱了探测器的响应性能，特别是在弱光下的探测能力。此外，由于波长较短的深紫外光在传输的过程中会受到强烈的吸收和散射，光的强度随传播距离的增加而大幅度衰减，深紫外保密通信技术对探测器的弱光探测能力具有较高的要求。综上，深紫外光电探测器小尺寸与高响应之间的tradeoff问题严重限制了其小型化、高性能的发展趋势，特别是对弱光的探测能力及大规模阵列的集成能力。另外，深紫外光电探测器还存在阵列的串扰问题，光电探测器的阵列不可避免的存在交叉串扰(crosstalk或sneak path)问题，这会导致对探测目标的错误读取和成像。在成像技术应用中，光电探测器件对集成度和分辨率具有较高的要求，交叉阵列是光电探测器高密度的主要形式。同时，光电探测器还存在弱光探测性能差的问题。
深紫外(Deep Ultra-Violet，DUV)探测器是继红外探测和激光探测之后又一个民事和军事两用的探测技术。民用方面，深紫外探测器可应用于火灾检测、电晕监控、臭氧检测、石油工业、环境污染等领域；军用方面，深紫外探测器可应用于紫外天文学、机器视觉、导弹羽流探测、导弹制导、空间保密通信等领域。随着SiC、GaN和Ga2O3等宽禁带半导体材料的生长和晶圆加工技术的成熟，宽禁带半导体材料深紫外光电探测器的研究是当下的国际研究热点。但器件还存在操作电压大、响应度低、光电流小、响应速度慢、器件尺寸大等缺点。
阻变效应是指在外部偏压激励下器件电阻发生变化的现象。金属-氧化物-金属结构阻变器件内部在外电场作用下发生氧化还原反应，其阻变效应由氧化还原反应诱导的导电通路的形成与熔断所主导。根据导电细丝在去除外置偏压后的连通或熔断状态，阻变效应又分为非易失性阻变效应和易失性阻变效应。非易失性器件在移除外置偏压后，器件的低阻态会很好的保持；易失性器件在移除外置偏压后，器件的低阻态会自发回到高阻态。
其中，非易失阻变效应多用于阻变存储器的研究，而易失性阻变效应多用于抑制阵列串扰的选通管的研究，且通常表现出较小的操作电压(＜3V)、可控的开态电流及电流密度、较大的开关电流比(＞108)、较好可缩小性(nm级)和超快响应速度(ns级)。基于阻变效应的阻变器件和基于光电效应的光电探测器都是基于金属-氧化物-金属的结构。如图，同时具有相似的电流、电压、响应速度、尺寸等应用要求。阻变器件基于较小的器件面积和操作电压就能实现较大开态电流和整流比；而光电探测器为了实现较大的开态电流，通常需要较大的器件表面积和较大的操作电压。此外，由于光增益受限，光电探测器的光暗电流比通常远小于阻变器件的整流比。因此，与光电探测器相比，阻变器件在操作电压、开态电流及电流密度、开关电流比、整流特性、可缩小性及阵列集成、响应速度等方面具有明显优势。
发明内容
(一)要解决的技术问题
针对上述问题，本发明提供了一种半导体光电探测器及其制备方法，用于至少部分解决传统光电探测器响应性能差，特别是在弱光下的探测能力差、深紫外光电探测器阵列的串扰等技术问题。
(二)技术方案
本公开一方面提供了一种垂直半导体光电探测器，包括自下而上形成的第一衬底、下电极、第一功能层及上电极；下电极与上电极中的一者为活性电极，另一者为惰性电极，第一功能层在电场下能发生阻变，并在阈值电压下通过形成导电细丝而形成下电极与上电极之间的导电通路；其中，第一功能层为具有光电阈值转变特性的氧化物材料；第一功能层在光照下的阈值电压小于在非光照下的阈值电压。
进一步地，第一功能层厚度为5～500nm。
进一步地，上电极厚度为5～100nm、材料为活泼金属材料及其合金，材料包括Ag、Cu、Ni、A1中的一种或其组合；下电极厚度为5～100nm、材料为非活性金属，材料包括Pt、W、Ti、Ta、Au中的一种。
进一步地，上电极包括电极保护层，电极保护层厚度为5～100nm、材料为非活性金属材料，用于防止活性电极被氧化。
本公开另一方面提供了一种平面半导体光电探测器，包括第二衬底、左侧电极、第二功能层及右侧电极，第二功能层设置于衬底上，左侧电极、右侧电极设置于第二功能层的左右两侧；左侧电极与右侧电极中的一者为活性电极，另一者为惰性电极，第二功能层在电场下能发生阻变，并在阈值电压下通过形成导电细丝而形成左侧电极与右侧电极之间的导电通路；其中，第二功能层为具有光电阈值转变特性的氧化物材料；第二功能层在光照下的阈值电压小于在非光照下的阈值电压。
进一步地，第二功能层厚度为5～500nm。
进一步地，右侧电极厚度为5～100nm、材料为活泼金属材料及其合金，材料包括Ag、Cu、Ni、A1中的一种或其组合；左侧电极厚度为5～100nm、材料为非活性金属，材料包括Pt、W、Ti、Ta、Au中的一种。
进一步地，右侧电极包括电极保护层，电极保护层厚度为5～100nm、材料为非活性金属材料，用于防止活性电极被氧化。
本公开还有一方面提供了一种半导体光电探测器的制备方法，包括：在第一衬底上沉积第一功能层、上电极和下电极或在第二衬底上沉积第二功能层、左侧电极和右侧电极，第一功能层或第二功能层材料为具有光电阈值转变特性的半导体氧化物，下电极与上电极中的一者为活性电极、另一者为惰性电极，或左侧电极与右侧电极中的一者为活性电极、另一者为惰性电极；第一功能层或第二功能层在电场下能发生阻变，并在阈值电压下通过形成导电细丝而形成下电极与上电极之间的导电通路；第一功能层或第二功能层在光照下的阈值电压小于在非光照下的阈值电压；活性电极和惰性电极设置于第一功能层的上、下两侧或第二功能层的左、右两侧。
进一步地，还包括：将第一功能层或第二功能层图形化；在活性电极上淀积电极保护层。
进一步地，第一功能层或第二功能层厚度为5～500nm，活性电极厚度为5～100nm，惰性电极厚度为5～100nm，电极保护层厚度为5～100nm。
进一步地，活性电极材料为活泼金属材料及其合金，材料包括Ag、Cu、Ni、A1中的一种或其组合；惰性电极材料为非活性金属，材料包括Pt、W、Ti、Ta、Au中的一种。(三)有益效果
本发明实施例提供的一种半导体光电探测器及其制备方法，通过使功能层发生阻变形成导电通路，并使功能层在光照下的阈值电压小于在非光照下的阈值电压，可在较小的曝光面积下实现较大光电流和光暗电流比，有效改善传统光电探测器中小尺寸和高响应的权衡问题；将阻变效应与光电效应相结合，光照控制着导弹细丝的连通与断裂，在弱光条件下，能基于阻变效应实现较大的开态电流和整流比，在弱光探测方面具有优势；采用活性金属作为阳极，阳离子基阻变器件工作在易失性模式下时具有高整流比，可以抑制光电探测器阵列中的交叉串扰问题。
附图说明
图1示意性示出了根据本发明实施例垂直半导体光电探测器的结构示意图；
图2示意性示出了根据本发明实施例半导体光电探测器的开/关工作状态及I-V特性图；
图3示意性示出了根据本发明实施例平面半导体光电探测器的结构示意图；
图4示意性示出了根据本发明实施例垂直半导体光电探测器制备方法的操作流程图；
图5示意性示出了根据本发明实施例平面半导体光电探测器制备方法的操作流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。
本公开的第一实施例提供了一种垂直半导体光电探测器，请参见图1，包括自下而上形成的第一衬底11、下电极12、第一功能层13及上电极14；下电极12与上电极14中的一者为活性电极，另一者为惰性电极，第一功能层13在电场下能发生阻变，并在阈值电压下通过形成导电细丝而形成下电极12与上电极14之间的导电通路；其中，第一功能层13为具有光电阈值转变特性的氧化物材料；第一功能层13在光照下的阈值电压小于在非光照下的阈值电压。
这里的下电极12与上电极14材料可互换，只需保证一侧电极为活性电极，另一侧为惰性电极。阻变即电阻发生变化，是指在外部偏压激励下器件电阻发生变化的现象。金属-氧化物-金属结构阻变器件内部在外电场作用下发生氧化还原反应，其阻变效应由氧化还原反应诱导的导电通路的形成与熔断所主导。阈值电压是光电探测器在高电流与低电流之间刚好发生转变时所对应的电压值，当电压高于阈值电压VTH时，下电极12与上电极14之间发生氧化还原反应而形成导电细丝，实现较高的光电流；而在无光照条件下，电压低于阈值电压VTH，导电细丝由于易失性而断裂，器件恢复至较低的暗电流状态。
下面详细介绍光电效应探测器、易失性阻变效应器件和本发明的半导体光电探测器(双效应器件)的开/关ON/OFF工作状态及I-V特性比较，请参见图2。
图2中的(a)部分为光电效应器件的开/关工作状态及I-V特性比较，光电效应探测器的响应状态由光照条件控制，通过工作电压读取电流的大小实现对光照信息的获取；图2中的(b)部分为阻变效应器件的开/关工作状态及I-V特性比较，易失性阻变效应器件的开关状态由工作电压Vread控制，Vread小于阈值转变电压VTH，器件内部不形成导电细丝，器件电流极小，当Vread大于VTH则器件内部形成导电细丝并流通高开态电流；图2中的(c)部分为本发明的双效应器件的开/关工作状态及I-V特性比较，“阻变-光电”双效应光电探测器在光照情况下由于光电效应而电阻减小，导致阻变效应中阈值电压VTH减小，设置器件Vread处在两阈值之间假定光照前器件的正向转变电压为VTH1，光照后器件的正向转变电压变为VTH2，VTH2＜Vread＜VTH1，则光照控制着导电细丝的连通与断裂，根据器件电流变化实现对光的探测。
本发明半导体光电探测器中导电细丝的连通与熔断主导着器件在高电流与低电流之间的相互转变，因此开态电流依赖于导电细丝而非器件面积。在外部深紫外光刺激的情况下，即便器件具有较小的曝光面积，由于VTH减小，依然可以通过形成导电细丝试下较高的光电流；而在无光照条件下，导电细丝由于易失性而断裂，器件恢复至较低的暗电流状态。因此本设计的新型半导体光电探测器可在较小的曝光面积下实现较大光电流和光暗电流比，有效改善传统光电探测器中小尺寸和高响应的tradeoff问题。
本公开的第二实施例提供了一种平面半导体光电探测器，请参见图3，包括第二衬底21、左侧电极22、第二功能层23及右侧电极24，第二功能层23设置于第二衬底21上，左侧电极22、右侧电极24设置于第二功能层23的左右两侧；左侧电极22与右侧电极24中的一者为活性电极，另一者为惰性电极，第二功能层23在电场下能发生阻变，并在阈值电压下通过形成导电细丝而形成左侧电极22与右侧电极24之间的导电通路；其中，第二功能层23为具有光电阈值转变特性的氧化物材料；第二功能层23在光照下的阈值电压小于在非光照下的阈值电压。
与实施例一相同的是，这里的左侧电极22与右侧电极24材料可互换，只需保证一侧电极为活性电极，另一侧为惰性电极。本实施例中除了第二功能层23与左侧电极22、右侧电极24相对位置不同于实施例一以外，其他部分都与实施例一类似。本实施例中左侧电极22、右侧电极24设置于第二功能层23的左、右两侧，即为平面结构；而实施例一中下电极12、上电极14设置于第一功能层13的上、下两侧，即为垂直结构；平面结构的深紫外光电探测器具有较大的曝光面积和光吸收，垂直结构深紫外光电探测器虽然具有较小的曝光面积和光吸收，但却具有较短的传输距离和较高的器件集成度。在不同的应用场景下，垂直及平面结构的深紫外光电探测器具有各自的应用潜力。
在上述实施例的基础上，还包括：半导体光电探测器的第一功能层13、第二功能层23厚度为5～500nm，具有光电阈值转变特性，第一功能层13在电场下能发生阻变，并在阈值电压下形成下电极12与上电极14之间的导电通路；第二功能层23在电场下能发生阻变，并在阈值电压下形成下电极22与右侧电极24之间的导电通路；第一功能层13、第二功能层23在光照下的阈值电压小于在非光照下的阈值电压。
这里功能层的厚度为5～500nm，功能层材料为具有光电阈值转变特性的氧化物材料，例如ZnO、Ga2O3等。下电极、功能层与上电极组成金属-氧化物-金属结构，下电极和上电极的组成为金属材料，功能层的组成为氧化物材料，基于阻变效应的阻变器件和基于光电效应的光电探测器都是基于金属-氧化物-金属的结构，同时他们还具有相似的电流、电压、响应速度、尺寸等应用要求。由此可见，该结构的半导体光电探测器将阻变效应与光电效应相结合，光照控制着导弹细丝的连通与断裂。在弱光条件下，能基于阻变效应实现较大的开态电流和整流比，在弱光探测方面具有明显优势。
在上述实施例的基础上，还包括：垂直半导体光电探测器上电极14厚度为5～100nm、材料为活泼金属材料及其合金，材料包括Ag、Cu、Ni、A1中的一种或其组合；下电极12厚度为5～100nm、材料为非活性金属，材料包括Pt、W、Ti、Ta、Au中的一种；下电极12与上电极14中的一者为活性电极，另一者为惰性电极；第一功能层13在阈值电压下形成下电极12与上电极14之间的导电通路。
当然，这里并不限定于上电极14的材料为Ag、Cu、Ni、A1这四种，其他活泼金属材料及其合金也可使用到本发明的范围中；同样地，这里并不限定于下电极12材料为Pt、W、Ti、Ta、Au这五种，其他非活性金属也可使用到本发明的范围中。另外，上电极的厚度均为5～100nm，并且厚度越薄越好，以保证良好的透光性。这里采用活性金属作为阳极，阳离子基阻变器件工作在易失性模式下时具有高整流比，可以抑制光电探测器阵列中的交叉串扰问题。
在上述实施例的基础上，还包括：平面半导体光电探测器右侧电极24厚度为5～100nm、材料为活泼金属材料及其合金，材料包括Ag、Cu、Ni、A1中的一种或其组合；下电极22厚度为5～100nm、材料为非活性金属，材料包括Pt、W、Ti、Ta、Au中的一种；下电极22与右侧电极24中的一者为活性电极，另一者为惰性电极；第二功能层23在阈值电压下形成下电极22与右侧电极24之间的导电通路。
与垂直半导体光电探测器中上电极14、下电极12类似地，右侧电极24材料为活泼金属材料及其合金、下电极22材料为非活性金属即可，并不限定于具体种类。右侧电极24为活泼电极，在电场作用下发生氧化还原反应，在第二功能层23中形成导电细丝通路。
在上述实施例的基础上，还包括：半导体光电探测器上电极14、右侧电极24包括电极保护层，电极保护层厚度为5～100nm、材料为非活性金属材料，用于防止活性电极被氧化。
保护层的厚度也是越薄越好，以保证良好的透光性，用于保护活性电极防止其与外界接触的部分被氧化。
本公开的第三实施例提供了一种半导体光电探测器的制备方法，包括：在第一衬底11上沉积第一功能层13、上电极14和下电极12或在第二衬底21上沉积第二功能层23、左侧电极22和右侧电极24，第一功能层13或第二功能层23材料为具有光电阈值转变特性的半导体氧化物，下电极与上电极中的一者为活性电极，另一者为惰性电极，或左侧电极22与右侧电极24中的一者为活性电极、另一者为惰性电极；第一功能层13或第二功能层23在电场下能发生阻变，并在阈值电压下形成下电极与上电极之间的导电通路；第一功能层13或第二功能层23在光照下的阈值电压小于在非光照下的阈值电压；活性电极和惰性电极设置于第一功能层13的上、下两侧或或第二功能层23的左、右两侧。
本实施例中的“阻变-光电”双效应光电探测器在光照情况下由于光电效应而电阻减小，导致阻变效应中阈值电压VTH减小，设置器件Vread处在两阈值之间假定光照前器件的正向转变电压为VTH1，光照后器件的正向转变电压变为VTH2，VTH2＜Vread＜VTH1，则光照控制着导电细丝的连通与断裂，根据器件电流变化实现对光的探测。本发明半导体光电探测器中导电细丝的连通与熔断主导着器件在高电流与低电流之间的相互转变，因此开态电流依赖于导电细丝而非器件面积。在外部深紫外光刺激的情况下，即便器件具有较小的曝光面积，由于VTH减小，依然可以通过形成导电细丝试下较高的光电流；而在无光照条件下，导电细丝由于易失性而断裂，器件恢复至较低的暗电流状态。因此本设计的新型半导体光电探测器可在较小的曝光面积下实现较大光电流和光暗电流比，有效改善传统光电探测器中小尺寸和高响应的tradeoff问题。
在上述实施例的基础上，还包括：将第一功能层13或第二功能层23图形化；在活性电极上淀积电极保护层。
保护层用于保护活性电极防止其与外界接触的部分被氧化。
在上述实施例的基础上，还包括：第一功能层13或第二功能层23厚度为5～500nm，活性电极厚度为5～100nm，惰性电极厚度为5～100nm，电极保护层厚度为5～100nm。
上电极和保护层的厚度均为5～100nm，且厚度越薄越好，以保证良好的透光性。
在上述实施例的基础上，还包括：活性电极材料为活泼金属材料及其合金，材料包括Ag、Cu、Ni、A1中的一种或其组合；惰性电极材料为非活性金属，材料包括Pt、W、Ti、Ta、Au中的一种。
这里并不限定于活性电极的材料为Ag、Cu、Ni、A1这四种，其他活泼金属材料及其合金也可使用到本发明的范围中；同样地，这里并不限定于惰性电极材料为Pt、W、Ti、Ta、Au这五种，其他非活性金属也可使用到本发明的范围中。这里采用活性金属作为阳极，阳离子基阻变器件工作在易失性模式下时具有高整流比，可以抑制光电探测器阵列中的交叉串扰问题。
需要说明的是，当活性电极和惰性电极设置于功能层的上、下两侧，制备方法具体包括：S11，衬底上先沉积活性电极与惰性电极中的一者；S12，淀积功能层；S13，沉积活性电极与惰性电极中的另一者。
请参见图4，S11，在衬底上沉积下电极BE，下电极的厚度为5～100nm，下电极材料可以是Pt、W、Ti、Ta、Au等非活性金属。衬底包括但不限于硅片，蓝宝石等。S12，在下电极上淀积功能层FL，并图形化。功能层的厚度为5～500nm，功能层材料可以是Ga2O3等所有光电探测材料，具有光电特性阈值转变特性的材料均可应用。S13，在功能层上淀积上电极TE和电极保护层。上电极和保护层的厚度均为5～100nm，越薄越好，保证透光性。上电极为活性电极，材料可以是Ag、Cu、Ni、A1等活泼金属材料及其合金。保护层为非活性金属材料以防止活性电极被氧化。上下电极材料可互换，只需保证一侧电极为活性电极，另一侧为惰性电极。
还需要说明的是，当活性电极和惰性电极设置于功能层的左、右两侧，制备方法具体包括：S21，在衬底上先沉积功能层；S22，在功能层上左、右两侧中的一侧沉积活性电极与惰性电极中的一者；S23，在功能层上左、右两侧中的另一侧沉积活性电极与惰性电极中的另一者。
请参见图5，S21，在衬底上沉积功能层FL，功能层的厚度为5～500nm，功能层材料可以是Ga2O3等所有光电探测材料，具有光电特性阈值转变特性的材料均可应用，并图形化。衬底包括但不限于硅片，蓝宝石等。S22，在功能层上淀积下电极BE，下电极的厚度为5～100nm，下电极材料可以是Pt、W、Ti、Ta等非活性金属。S23，在功能层上淀积上电极TE和电极保护层。上电极和保护层的厚度均为5～100nm以下，越薄越好，保证透光性。上电极为活性电极，材料可以是Ag、Cu、Ni、A1等活泼金属材料及其合金。保护层为非活性金属材料以防止活性电极被氧化。上下电极材料可互换，只需保证一侧电极为活性电极，另一侧为惰性电极。
平面结构深紫外光电探测器具有较大的曝光面积和光吸收，垂直结构深紫外光电探测器虽然具有较小的曝光面积和光吸收，但却具有较短的传输距离和较高的器件集成度。在不同的应用场景下，垂直及平面结构的深紫外光电探测器具有各自的应用潜力。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (12)
1.一种垂直半导体光电探测器，其特征在于，包括自下而上形成的第一衬底（11）、下电极（12）、第一功能层（13）及上电极（14）；
所述下电极（12）与上电极（14）中的一者为活性电极，另一者为惰性电极，所述第一功能层（13）在电场下能发生阻变，并在阈值电压下通过形成导电细丝而形成所述下电极（12）与上电极（14）之间的导电通路；其中，所述第一功能层（13）为具有光电阈值转变特性的氧化物材料；
所述第一功能层（13）在光照下的阈值电压小于在非光照下的阈值电压。
2.根据权利要求1所述的垂直半导体光电探测器，其特征在于，所述第一功能层（13）厚度为5~500 nm。
3.根据权利要求1所述的垂直半导体光电探测器，其特征在于，所述上电极（14）厚度为5~100 nm、材料为活泼金属材料及其合金，材料包括Ag、Cu、Ni、Al中的一种或其组合；
所述下电极（12）厚度为5~100 nm、材料为非活性金属，材料包括Pt、W、Ti、Ta、Au中的一种。
4.根据权利要求1所述的垂直半导体光电探测器，其特征在于，所述上电极（14）包括电极保护层，所述电极保护层厚度为5~100 nm、材料为非活性金属材料，用于防止活性电极被氧化。
5.一种平面半导体光电探测器，其特征在于，包括第二衬底（21）、左侧电极（22）、第二功能层（23）及右侧电极（24），所述第二功能层（23）设置于第二衬底（21）上，所述左侧电极（22）、右侧电极（24）设置于所述第二功能层（23）的左右两侧；
所述左侧电极（22）与右侧电极（24）中的一者为活性电极，另一者为惰性电极，所述第二功能层（23）在电场下能发生阻变，并在阈值电压下通过形成导电细丝而形成所述左侧电极（22）与右侧电极（24）之间的导电通路；其中，所述第二功能层（23）为具有光电阈值转变特性的氧化物材料；
所述第二功能层（23）在光照下的阈值电压小于在非光照下的阈值电压。
6.根据权利要求5所述的平面半导体光电探测器，其特征在于，所述第二功能层（23）厚度为5~500 nm。
7.根据权利要求5所述的平面半导体光电探测器，其特征在于，所述右侧电极（24）厚度为5~100 nm、材料为活泼金属材料及其合金，材料包括Ag、Cu、Ni、Al中的一种或其组合；
所述左侧电极（22）厚度为5~100 nm、材料为非活性金属，材料包括Pt、W、Ti、Ta、Au中的一种。
8.根据权利要求5所述的平面半导体光电探测器，其特征在于，所述右侧电极（24）包括电极保护层，所述电极保护层厚度为5~100 nm、材料为非活性金属材料，用于防止活性电极被氧化。
9.一种半导体光电探测器的制备方法，其特征在于，包括：
在第一衬底（11）上沉积第一功能层（13）、上电极（14）和下电极（12）或在第二衬底（21）上沉积第二功能层（23）、左侧电极（22）和右侧电极（24），所述第一功能层（13）或第二功能层（23）材料为具有光电阈值转变特性的半导体氧化物，所述下电极（12）与上电极（14）中的一者为活性电极、另一者为惰性电极，或所述左侧电极（22）与右侧电极（24）中的一者为活性电极、另一者为惰性电极；所述第一功能层（13）或第二功能层（23）在电场下能发生阻变，并在阈值电压下通过形成导电细丝而形成所述下电极与上电极之间的导电通路；
所述第一功能层（13）或第二功能层（23）在光照下的阈值电压小于在非光照下的阈值电压；
所述活性电极和惰性电极设置于所述第一功能层（13）的上、下两侧或所述第二功能层（23）的左、右两侧。
10.根据权利要求9所述的半导体光电探测器的制备方法，其特征在于，还包括：
将所述第一功能层（13）或第二功能层（23）图形化；
在所述活性电极上淀积电极保护层。
11.根据权利要求10所述的半导体光电探测器的制备方法，其特征在于，所述第一功能层（13）或第二功能层（23）厚度为5~500 nm，所述活性电极厚度为5~100 nm，所述惰性电极厚度为5~100 nm，所述电极保护层厚度为5~100 nm。
12.根据权利要求11所述的半导体光电探测器的制备方法，其特征在于，所述活性电极材料为活泼金属材料及其合金，材料包括Ag、Cu、Ni、Al中的一种或其组合；
所述惰性电极材料为非活性金属，材料包括Pt、W、Ti、Ta、Au中的一种。
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