CN114551629A - 一种紫外-可见光波段可分辨光电探测器及其制备方法 - Google Patents
一种紫外-可见光波段可分辨光电探测器及其制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本申请提供一种紫外‑可见光波段可分辨光电探测器及其制备方法，涉及半导体光电探测技术领域，紫外‑可见光波段可分辨光电探测器包括：衬底、光吸收复合层和光收集复合层，光收集复合层与光吸收复合层依次层叠设置在衬底上，光收集复合层用于收集光吸收复合层产生的载流子，以形成光电流；光吸收复合层包括依次层叠设置正极性光吸收层与负极性光吸收层，正极性光吸收层用于吸收可见光，产生的光电流方向为正，负极性光吸收层用于吸收紫外光，产生的光电流方向为负。本申请的紫外‑可见光波段可分辨光电探测器能实现紫外光和可见光的波段可分辨，结构简单、使用方便，在保密光通信等方向具有潜在的应用前景。
Description
技术领域
本申请涉及半导体光电探测技术领域，尤其涉及一种紫外-可见光波段可分辨光电探测器及其制备方法。
背景技术
光电探测器是一种将入射光信号转换为电信号的器件，在军事、航空航天、工业、医学等领域具有广泛的应用。受到材料能带结构限制，传统的光电探测器在其响应光谱范围内通常表现为单极性光响应，即光电流方向一致，难以分辨入射光信号的波段。而能够分辨不同波段的光探测器，在军事、信息安全保密、光计算等领域具有重要意义。
现有技术中，为了实现光信号的波段可分辨，可以在半导体光电探测器前安置三棱镜或滤光片，通过分光方式实现不同波段信号探测，但这种方法使得系统成本高、体积大、复杂。或者，采用钙钛矿类光导型光电探测器，入射光分别从钙钛矿类光导型光电探测器的顶部和底部进入时，钙钛矿类光导型光电探测器会分别表现出不同的光响应。
但这种钙钛矿类光导型光电探测器在使用时需要反复翻转，容易导致信号测试不准确，在实际应用中有一定的局限性。
发明内容
本申请提供一种紫外-可见光波段可分辨光电探测器及其制备方法，紫外-可见光波段可分辨光电探测器能够同时实现紫外光和可见光的波段可分辨，结构简单、使用方便。
第一方面，本申请提供一种紫外-可见光波段可分辨光电探测器，紫外-可见光波段可分辨光电探测器包括：衬底、光吸收复合层和光收集复合层，光收集复合层与光吸收复合层依次层叠设置在衬底上，光收集复合层用于收集光吸收复合层产生的载流子，以形成光电流；
光吸收复合层包括依次层叠设置的正极性光吸收层与负极性光吸收层，正极性光吸收层的禁带宽度小于可见光的光子能量，正极性光吸收层用于吸收可见光，负极性光吸收层的禁带宽度小于紫外光的光子能量，负极性光吸收层用于吸收紫外光。
在一种可能的实现方式中，本申请提供的紫外-可见光波段可分辨光电探测器，正极性光吸收层位于衬底与负极性光吸收层之间。
在一种可能的实现方式中，本申请提供的紫外-可见光波段可分辨光电探测器，负极性光吸收层位于衬底与正极性光吸收层之间。
在一种可能的实现方式中，本申请提供的紫外-可见光波段可分辨光电探测器，负极性光吸收层为氮化镓负极性光吸收层或氮化铝镓负极性光吸收层。
在一种可能的实现方式中，本申请提供的紫外-可见光波段可分辨光电探测器，光收集复合层包括电荷传输层与欧姆电极层，电荷传输层位于欧姆电极层与光吸收复合层之间；
或者，欧姆电极层包括至少一个第一欧姆电极层和至少一个第二欧姆电极层，第一欧姆电极层与第二欧姆电极层间隔设置，第一欧姆电极层和第二欧姆电极层位于光吸收复合层与部分电荷传输层之间，另一部分电荷传输层、第一欧姆电极层和第二欧姆电极层同层设置。
在一种可能的实现方式中，本申请提供的紫外-可见光波段可分辨光电探测器，还包括缓冲层，缓冲层位于衬底与光吸收复合层之间。
第二方面，本申请提供一种紫外-可见光波段可分辨光电探测器的制备方法，紫外-可见光波段可分辨光电探测器的制备方法包括：
在衬底上形成光吸收复合层，其中，光吸收复合层包括正极性光吸收层和负极性光吸收层，正极性光吸收层用于吸收可见光，负极性光吸收层用于吸收紫外光；
在光吸收复合层上形成光收集复合层，其中，光收集复合层用于收集光吸收复合层产生的载流子，以形成光电流。
在一种可能的实现方式中，本申请提供的紫外-可见光波段可分辨光电探测器的制备方法，在衬底上形成光吸收复合层包括：
在衬底上形成正极性光吸收层；
在正极性光吸收层上形成负极性光吸收层；
或者，在衬底上形成负极性光吸收层；
在负极性光吸收层上形成正极性光吸收层。
在一种可能的实现方式中，本申请提供的紫外-可见光波段可分辨光电探测器的制备方法，光收集复合层包括电荷传输层与欧姆电极层，在光吸收复合层上形成光收集复合层包括：
在光吸收复合层上形成电荷传输层；
在电荷传输层上形成欧姆电极层；
或者，在光吸收复合层上形成欧姆电极层；
在欧姆电极层和光吸收复合层上形成电荷传输层。
本申请提供的紫外-可见光波段可分辨光电探测器及其制备方法，紫外-可见光波段可分辨光电探测器通过设置衬底用于给光吸收复合层提供长晶的附着点，光收集复合层包括正极性光吸收层与负极性光吸收层。在紫外-可见光波段可分辨光电探测器受到可见光照射时，正极性光吸收层用于吸收可见光，产生空穴。在紫外-可见光波段可分辨光电探测器受到紫外光照射时，负极性光吸收层用于吸收紫外光，产生电子。光收集复合层用于收集正极性光吸收层产生的空穴，形成的光电流方向为正，或者，光收集复合层用于收集负极性光吸收层产生的电子，形成的光电流方向为负。由此，紫外-可见光波段可分辨光电探测器在受到可见光和紫外光照射时，会表现出不同的响应，以分辨可见光和紫外光，且紫外-可见光波段可分辨光电探测器结构简单、使用方便。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，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为本申请实施例一提供的紫外-可见光波段可分辨光电探测器的一种结构示意图；
图2为本申请实施例一提供的紫外-可见光波段可分辨光电探测器的又一种结构示意图；
图3为本申请实施例一提供的紫外-可见光波段可分辨光电探测器受到紫外光照射时的响应图；
图4为本申请实施例一提供的紫外-可见光波段可分辨光电探测器受到绿光照射时的响应图；
图5为本申请实施例一提供的紫外-可见光波段可分辨光电探测器受到红光照射时的响应图；
图6为本申请实施例二提供的紫外-可见光波段可分辨光电探测器的制备方法的流程图；
图7为本申请实施例二提供的紫外-可见光波段可分辨光电探测器的制备方法中在衬底上形成光吸收复合层的流程图；
图8为本申请实施例二提供的紫外-可见光波段可分辨光电探测器的制备方法中在光吸收复合层上形成光收集复合层的流程图；
图9为本申请实施例三提供的紫外-可见光波段可分辨光电探测器的制备方法的流程图；
图10为本申请实施例三提供的紫外-可见光波段可分辨光电探测器的制备方法中在衬底上形成光吸收复合层的流程图；
图11为本申请实施例三提供的紫外-可见光波段可分辨光电探测器的制备方法中在光吸收复合层上形成光收集复合层的流程图。
附图标记说明：
100-衬底；
200-光吸收复合层；210-正极性光吸收层；220-负极性光吸收层；
300-光收集复合层；310-电荷传输层；320-欧姆电极层；321-第一欧姆电极层；322-第二欧姆电极层；
400-缓冲层。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请的优选实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的部件或具有相同或类似功能的部件。所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施例，本领域普通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。下面结合附图对本申请的实施例进行详细说明。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应作广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或者两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或者位置关系为基于附图的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或者暗示所指的装置或者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。
本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”（如果存在）是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或显示器不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或显示器固有的其它步骤或单元。
实施例一
图1为本申请实施例一提供的紫外-可见光波段可分辨光电探测器的一种结构示意图；图2为本申请实施例一提供的紫外-可见光波段可分辨光电探测器的又一种结构示意图。参照图1与图2所示，本实施例提供的紫外-可见光波段可分辨光电探测器包括：衬底100、光吸收复合层200和光收集复合层300，光收集复合层300与光吸收复合层200依次层叠设置在衬底100上，光收集复合层300用于收集光吸收复合层200产生的载流子，以形成光电流。
光吸收复合层200包括依次层叠设置正极性光吸收层210与负极性光吸收层220，正极性光吸收层210用于吸收可见光，负极性光吸收层220用于吸收紫外光。
在本申请中，衬底100是由半导体单晶材料制造而成的晶圆片，衬底100可以在紫外-可见光波段可分辨光电探测器制造过程中给光吸收复合层200提供长晶的附着点，以在衬底100上形成光吸收复合层200。
光吸收复合层200用于吸收紫外光和可见光，光吸收复合层200包括正极性光吸收层210与负极性光吸收层220，正极性光吸收层210用于吸收可见光，即紫外-可见光波段可分辨光电探测器对可见光表现出正的光电导，负极性光吸收层220用于吸收紫外光，即紫外-可见光波段可分辨光电探测器对紫外光表现出负的光电导，这样，紫外-可见光波段可分辨光电探测器在受到紫外光和可见光照射时，会产生两种极性的光电导。
在具体实现时，正极性光吸收层210的禁带宽度小于可见光的光子能量，负极性光吸收层220的禁带宽度小于紫外光的光子能量。禁带宽度是导带的最低能级和价带的最高能级之间的能量差，是正极性光吸收层210或者负极性光吸收层220中处于价带的电子吸收光子能量产生电子跃迁所需要的最小能量。当紫外-可见光波段可分辨光电探测器的表面有光照射时，如果光吸收复合层200的禁带宽度小于入射光的光子能量，则价带电子可以跃迁到导带形成光电流。即在正极性光吸收层210的禁带宽度小于可见光的光子能量，负极性光吸收层220的禁带宽度小于紫外光的光子能量时，正极性光吸收层210可以吸收可见光，负极性光吸收层220可以吸收紫外光，从而使光吸收复合层200在受到紫外光和可见光照射时产生不同的响应，由此分辨紫外光和可见光。
光收集复合层300用于收集光吸收复合层200产生的载流子，以形成光电流，即紫外-可见光波段可分辨光电探测器受到可见光照射时，正极性光吸收层210会产生空穴，从而形成正的光电流，紫外-可见光波段可分辨光电探测器受到紫外光照射时，负极性光吸收层220会产生电子，从而形成负的光电流。由此，紫外-可见光波段可分辨光电探测器可以分辨紫外光和可见光，以实现紫外光-可见光的双极性响应。相对于现有的光电探测器，本实施例提供的紫外-可见光波段可分辨光电探测器在使用时无需反复翻转，使用较方便，紫外-可见光波段可分辨光电探测器在保密光通信等方向具有潜在的应用前景。
其中，衬底100可以为蓝宝石衬底、硅衬底、石英衬底、磷化铟衬底或者砷化镓衬底等，本实施例在此不加以限制。
本申请实施例提供的紫外-可见光波段可分辨光电探测器，通过设置衬底100用于给光吸收复合层200提供长晶的附着点，光收集复合层300包括正极性光吸收层210与负极性光吸收层220，其中，正极性光吸收层210的禁带宽度小于可见光的光子能量，正极性光吸收层210用于吸收可见光，以在紫外-可见光波段可分辨光电探测器受到可见光照射时，产生空穴。负极性光吸收层220的禁带宽度小于紫外光的光子能量，负极性光吸收层220用于吸收紫外光，以在紫外-可见光波段可分辨光电探测器受到紫外光照射时，产生电子，光收集复合层300用于收集正极性光吸收层210产生的空穴，形成正的光电流，或者，光收集复合层300用于收集正极性光吸收层210产生的电子，形成负的光电流。由此，紫外-可见光波段可分辨光电探测器在受到可见光和紫外光照射时，会表现出不同的响应，以分辨可见光和紫外光，且紫外-可见光波段可分辨光电探测器结构简单、使用方便。
参照图1所示，在一些实施例中，正极性光吸收层210位于衬底100与负极性光吸收层220之间。即光收集复合层300、负极性光吸收层220和正极性光吸收层210依次层叠设置在衬底100上。
参照图2所示，应该理解的是，在另一些实施例中，负极性光吸收层220位于衬底100与正极性光吸收层210之间。即光收集复合层300、正极性光吸收层210和负极性光吸收层220依次层叠设置在衬底100上。
在具体实施时，可以根据需要选择将正极性光吸收层210或者负极性光吸收层220设置在衬底100上。
在一些实施方式中，负极性光吸收层220为氮化镓负极性光吸收层或氮化铝镓负极性光吸收层。其中，氮化镓的禁带宽度为3.44 eV，紫外光的光子能量为3.1-124 eV，氮化镓的禁带宽度小于大部分紫外光的光子能量，氮化镓负极性光吸收层的吸收光的截至波长为360 nm，即氮化镓受到禁带宽度限制，不能吸收波长超过360 nm的光，而可见光的波长范围为400-780 nm，紫外光的波长范围为10-400 nm，由此，氮化镓负极性光吸收层可以吸收10-360 nm波段的紫外光，氮化镓负极性光吸收层不能吸收可见光。
氮化铝镓可以通过调节铝的组分比，实现3.4 eV到6 eV的禁带宽度，在具体实施时可以根据需要确定氮化铝镓中铝的组分比，以使氮化铝镓的禁带宽度小于大部分紫外光的光子能量，本实施例对此不加以限定。
正极性光吸收层210可以为氮化镓界面态、氮化镓量子点、氮化镓纳米线或者硅纳米线等禁带宽度小于可见光的光子能量的半导体材料，以吸收可见光。
参照图1所示，在具体实现时，光收集复合层300包括电荷传输层310与欧姆电极层320，电荷传输层310位于欧姆电极层320与光吸收复合层200之间，以使电荷传输层310收集光吸收复合层200产生的载流子形成光电流，并传输给欧姆电极层320。
或者，参照图2所示，在另一些实施中，欧姆电极层320包括至少一个第一欧姆电极层321和至少一个第二欧姆电极层322，第一欧姆电极层321与第二欧姆电极层322间隔设置，第一欧姆电极层321和第二欧姆电极层322位于光吸收复合层200与部分电荷传输层310之间，另一部分电荷传输层310、第一欧姆电极层321和第二欧姆电极层322同层设置。
这样，部分电荷传输层310与光吸收复合层200接触，以收集光吸收复合层200产生的载流子形成光电流，另一部分电荷传输层310与欧姆电极层320接触，以将光电流传输给欧姆电极层320。
其中，电荷传输层310可以为石墨烯电荷传输层、二硫化钼电荷传输层、二维电子气电荷传输层或者透明导电薄膜电荷传输层等。欧姆电极层320可以为钛、铝、镍、金依次层叠设置的钛-铝-镍-金欧姆电极层，钛、铝、镍、金的厚度分别为14-16 nm、190-210 nm、14-16 nm、40-60 nm。或者，欧姆电极层320也可以为镍、金依次层叠设置的镍-金欧姆电极层，只要欧姆电极层320满足欧姆接触的条件即可。
关于数值和数值范围的：这里需要说明的是，本申请实施例涉及的数值和数值范围为近似值，受制造工艺的影响，可能会存在一定范围的误差，这部分误差本领域技术人员可以认为忽略不计。
参照图1与图2所示，在一种可能的实现方式中，本申请实施例提供的紫外-可见光波段可分辨光电探测器，还包括缓冲层400，缓冲层400位于衬底100与光吸收复合层200之间，缓冲层400可以提高光吸收复合层200的晶体质量，从而使光吸收复合层200达到较好的光学特性。
图3为本申请实施例一提供的紫外-可见光波段可分辨光电探测器受到紫外光照射时的响应图；图4为本申请实施例一提供的紫外-可见光波段可分辨光电探测器受到绿光照射时的响应图；图5为本申请实施例一提供的紫外-可见光波段可分辨光电探测器受到红光照射时的响应图。其中，图3至图5的上半部分表示对入射光的控制状态，控制顺序依次为关闭、打开、关闭。
将本实施例提供的紫外-可见光波段可分辨光电探测器与半导体参数分析仪的输入端连接，并采用激光器照射光收集复合层300，在激光器与紫外-可见光波段可分辨光电探测器之间设置衰减片和聚焦镜，以对激光进行衰减和聚焦。分别采用紫外光、绿光和红光照射光收集复合层300，参照图3至图5可知，在采用紫外光照射光收集复合层300时，半导体参数分析仪上的电流下降，显示出负的光电流，而采用绿光和红光照射光收集复合层300时，半导体参数分析仪上的电流上升，显示出正的光电流，由此，紫外-可见光波段可分辨光电探测器在受到紫外光和可见光照射时，会表现出两种不同极性的响应。
其中，图3至图5中的横坐标T表示时间，单位为秒，纵坐标
表示源极-漏极的电
流，单位为微安。
实施例二
图6为本申请实施例二提供的紫外-可见光波段可分辨光电探测器的制备方法的流程图。参照图6所示，本实施例提供一种紫外-可见光波段可分辨光电探测器的制备方法，紫外-可见光波段可分辨光电探测器的制备方法包括：
S101、在衬底100上形成光吸收复合层200。
其中，光吸收复合层200包括正极性光吸收层210和负极性光吸收层220，光收集复合层300用于收集光吸收复合层200产生的载流子，以形成光电流，正极性光吸收层210用于吸收可见光，负极性光吸收层220用于吸收紫外光。
图7为本申请实施例二提供的紫外-可见光波段可分辨光电探测器的制备方法中在衬底上形成光吸收复合层的流程图。具体的，参照图7所示，在衬底100上形成光吸收复合层200包括：
S1011、在衬底100上形成正极性光吸收层210。
具体的，衬底100为蓝宝石衬底，正极性光吸收层210为氮化镓界面态正极性光吸收层，在衬底100上形成正极性光吸收层210，包括：
S10111、将蓝宝石衬底在MOCVD设备中加热至预设的处理温度。
S10112、向MOCVD设备通入氨气和三甲基镓，并将MOCVD设备的温度调整至预设的第二生长温度，以在蓝宝石衬底上形成氮化镓界面态，得到氮化镓界面态正极性光吸收层。
S1012、在正极性光吸收层210上形成负极性光吸收层220。
具体的，负极性光吸收层220为氮化镓负极性光吸收层，在正极性光吸收层210上形成负极性光吸收层220，包括：
将MOCVD设备的温度调整至预设的第一生长温度，以在氮化镓界面态正极性光吸收层上生长氮化镓，得到氮化镓负极性光吸收层。
其中，氮化镓负极性光吸收层的厚度可以为2 μm-4 μm。
在形成氮化镓负极性光吸收层后，为了使氮化镓负极性光吸收层表面洁净，还可以对氮化镓负极性光吸收层表面进行清洗和干燥，例如：依次使用稀盐酸、丙酮与无水乙醇、去离子水对氮化镓负极性光吸收层表面分别进行三次超声波清洗，每次清洗3-5 min。丙酮、乙醇、去离子水可以去除氮化镓负极性光吸收层的油污，盐酸溶液可以去除氮化镓负极性光吸收层表面的氧化层。超声波清洗完成后，使用高纯度氮气吹干氮化镓负极性光吸收层表面，以避免氮化镓负极性光吸收层表面发生氧化反应，生成氧化层。
S102、在光吸收复合层200上形成光收集复合层300。
图8为本申请实施例二提供的紫外-可见光波段可分辨光电探测器的制备方法中在光吸收复合层上形成光收集复合层的流程图。参照图8所示，具体的，光收集复合层300包括电荷传输层310与欧姆电极层320，在光吸收复合层200上形成光收集复合层300，包括：
S1021、在光吸收复合层200上形成电荷传输层310。
具体的，电荷传输层310为石墨烯电荷传输层，在光吸收复合层200上形成电荷传输层310，包括：
向MOCVD设备中通入氩气、氢气和甲烷，并将MOCVD设备的温度调整至预设的第三生长温度，以在光吸收复合层200上生长石墨烯，得到石墨烯电荷传输层。
S1022、在电荷传输层310上形成欧姆电极层320。
具体的，欧姆电极层320为钛-铝-镍-金欧姆电极层，在电荷传输层310上形成欧姆电极层320，包括：
S10221、通过光刻工艺对光吸收复合层200进行图案化处理。
S10222、通过溅射工艺在光吸收复合层200表面依次溅射钛、铝、镍、金，以得到钛-铝-镍-金欧姆电极层。
例如：在清洗后的光吸收复合层200表面旋涂光刻胶，通过光刻工艺在光吸收复合层200表面进行图案化处理，再通过溅射工艺，在光刻后的光吸收复合层200表面依次溅射钛、铝、镍、金，厚度分别为14-16 nm、190-210 nm、14-16 nm、40-60 nm，然后泡在丙酮里1-2min进行剥离，最后进行热退火处理，温度依次为195-205℃、395-405℃、595-605℃、845-855℃，持续时间分别为179-181 s、11-13 s、11-13 s、34-36 s，则钛-铝-镍-金欧姆电极层制备完成。
在形成欧姆电极层320后可以将欧姆电极层320封装在印刷电路板上。
例如可以利用压焊机将欧姆电极层320通过金丝或铝丝等压焊到印刷电路板管座上。
实施例三
图9为本申请实施例三提供的紫外-可见光波段可分辨光电探测器的制备方法的流程图。参照图9所示，本实施例提供一种紫外-可见光波段可分辨光电探测器的制备方法，紫外-可见光波段可分辨光电探测器的制备方法包括：
S201、在衬底100上形成光吸收复合层200。
其中，光吸收复合层200包括正极性光吸收层210和负极性光吸收层220，光收集复合层300用于收集光吸收复合层200产生的载流子，以形成光电流，正极性光吸收层210用于吸收可见光，负极性光吸收层220用于吸收紫外光。
图10为本申请实施例三提供的紫外-可见光波段可分辨光电探测器的制备方法中在衬底上形成光吸收复合层的流程图。参照图10所示，具体的，在衬底100上形成光吸收复合层200包括：
S2011、在衬底100上形成负极性光吸收层220。
具体的，衬底100为蓝宝石衬底，负极性光吸收层220为氮化镓负极性光吸收层，正极性光吸收层210为氮化镓界面态正极性光吸收层，在衬底100上形成负极性光吸收层220，包括：
S20111、将蓝宝石衬底在MOCVD设备中加热至预设的处理温度。
S20112、向MOCVD设备通入氨气和三甲基镓，并将MOCVD设备的温度调整至预设的第一生长温度，以在蓝宝石衬底上生长氮化镓，得到氮化镓负极性光吸收层。
其中，氮化镓负极性光吸收层的厚度可以为2 μm-4 μm。
在形成氮化镓负极性光吸收层后，为了使氮化镓负极性光吸收层表面洁净，还可以对氮化镓负极性光吸收层表面进行清洗和干燥，例如：依次使用稀盐酸、丙酮、无水乙醇与去离子水对氮化镓负极性光吸收层表面分别进行三次超声波清洗，每次清洗3-5 min。丙酮、乙醇、去离子水可以去除氮化镓负极性光吸收层的油污，盐酸溶液可以去除氮化镓负极性光吸收层表面的氧化层。超声波清洗完成后，使用高纯度氮气吹干氮化镓负极性光吸收层表面，以避免氮化镓负极性光吸收层表面发生氧化反应，生成氧化层。
S2012、在负极性光吸收层220上形成正极性光吸收层210。
具体的，在负极性光吸收层220上形成正极性光吸收层210，包括：
将MOCVD设备的温度调整至预设的第二生长温度，以在氮化镓负极性光吸收层上形成氮化镓界面态，得到氮化镓界面态正极性光吸收层。
S202、在光吸收复合层200上形成光收集复合层300。
图11为本申请实施例三提供的紫外-可见光波段可分辨光电探测器的制备方法中在光吸收复合层上形成光收集复合层的流程图。参照图11所示，其中，光收集复合层300包括电荷传输层310与欧姆电极层320，在光吸收复合层200上形成光收集复合层300包括：
S2021、在光吸收复合层200上形成欧姆电极层320。
具体的，欧姆电极层320为钛-铝-镍-金欧姆电极层，在光吸收复合层200上形成欧姆电极层320，包括：
S20211、通过光刻工艺对光吸收复合层200进行图案化处理。
S20212、通过溅射工艺在光吸收复合层200表面依次溅射钛、铝、镍、金，以得到钛-铝-镍-金欧姆电极层。
例如：在清洗后的光吸收复合层200表面旋涂光刻胶，通过光刻工艺在光吸收复合层200表面进行图案化处理，再通过溅射工艺，在光刻后的光吸收复合层200表面依次溅射钛、铝、镍、金，厚度分别为14-16 nm、190-210 nm、14-16 nm、40-60 nm，然后泡在丙酮里1-2min进行剥离，最后进行热退火处理，温度依次为195-205℃、395-405℃、595-605℃、845-855℃，持续时间分别为179-181 s、11-13 s、11-13 s、34-36 s，则钛-铝-镍-金欧姆电极层制备完成。
S2022、在欧姆电极层320和光吸收复合层200上形成电荷传输层310。
具体的，电荷传输层310为石墨烯电荷传输层，在欧姆电极层320和光吸收复合层200上形成电荷传输层310，包括：
通过湿法转移工艺将预先制备好的石墨烯电荷传输层转移至钛-铝-镍-金欧姆电极层上。
在形成电荷传输层310后可以将欧姆电极层320封装在印刷电路板上。
具体的，可以先用导电银胶将电荷传输层310粘在印刷电路板上，再用铝丝将欧姆电极层320压焊到印刷电路板管座上。
实施例四
本实施例提供一种紫外-可见光波段可分辨光电探测器的制备方法，紫外-可见光波段可分辨光电探测器的制备方法包括：
S301、在衬底100上形成光吸收复合层200。
S302、在光吸收复合层200上形成光收集复合层300。
其中，步骤S301与前述实施例二中的步骤S101相同，步骤S302与前述实施例三中的步骤S202相同，步骤S101已在实施例二中进行了详细说明，步骤S202已在实施例三中进行了详细说明，此处不再一一赘述。
实施例五
本实施例提供一种紫外-可见光波段可分辨光电探测器的制备方法，紫外-可见光波段可分辨光电探测器的制备方法包括：
S401、在衬底100上形成光吸收复合层200。
S402、在光吸收复合层200上形成光收集复合层300。
其中，步骤S401与前述实施例三中的步骤S201相同，步骤S402与前述实施例二中的步骤S102相同，步骤S201已在实施例三中进行了详细说明，步骤S102已在实施例二中进行了详细说明，此处不再一一赘述。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，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，或者对其中部分或者全部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技术方案的范围。
Claims (9)
1.一种紫外-可见光波段可分辨光电探测器，其特征在于，包括：衬底、光吸收复合层和光收集复合层，所述光收集复合层与所述光吸收复合层依次层叠设置在所述衬底上，所述光收集复合层用于收集所述光吸收复合层产生的载流子，以形成光电流；
所述光吸收复合层包括依次层叠设置的正极性光吸收层与负极性光吸收层，所述正极性光吸收层的禁带宽度小于可见光的光子能量，所述正极性光吸收层用于吸收可见光，所述负极性光吸收层的禁带宽度小于紫外光的光子能量，所述负极性光吸收层用于吸收紫外光。
2.根据权利要求1所述的紫外-可见光波段可分辨光电探测器，其特征在于，所述正极性光吸收层位于所述衬底与所述负极性光吸收层之间。
3.根据权利要求1所述的紫外-可见光波段可分辨光电探测器，其特征在于，所述负极性光吸收层位于所述衬底与所述正极性光吸收层之间。
4.根据权利要求1所述的紫外-可见光波段可分辨光电探测器，其特征在于，所述负极性光吸收层为氮化镓负极性光吸收层或氮化铝镓负极性光吸收层。
5.根据权利要求4所述的紫外-可见光波段可分辨光电探测器，其特征在于，所述光收集复合层包括电荷传输层与欧姆电极层，所述电荷传输层位于所述欧姆电极层与所述光吸收复合层之间；
或者，所述欧姆电极层包括至少一个第一欧姆电极层和至少一个第二欧姆电极层，所述第一欧姆电极层与所述第二欧姆电极层间隔设置，所述第一欧姆电极层和所述第二欧姆电极层位于所述光吸收复合层与部分所述电荷传输层之间，另一部分所述电荷传输层、所述第一欧姆电极层和所述第二欧姆电极层同层设置。
6.根据权利要求5所述的紫外-可见光波段可分辨光电探测器，其特征在于，还包括缓冲层，所述缓冲层位于所述衬底与所述光吸收复合层之间。
7.一种紫外-可见光波段可分辨光电探测器的制备方法，其特征在于，包括：
在衬底上形成光吸收复合层，其中，所述光吸收复合层包括正极性光吸收层和负极性光吸收层，所述正极性光吸收层用于吸收可见光，所述负极性光吸收层用于吸收紫外光；
在所述光吸收复合层上形成光收集复合层，其中，所述光收集复合层用于收集所述光吸收复合层产生的载流子，以形成光电流。
8.根据权利要求7所述的紫外-可见光波段可分辨光电探测器的制备方法，其特征在于，所述在衬底上形成光吸收复合层包括：
在所述衬底上形成所述正极性光吸收层；
在所述正极性光吸收层上形成所述负极性光吸收层；
或者，在所述衬底上形成所述负极性光吸收层；
在所述负极性光吸收层上形成所述正极性光吸收层。
9.根据权利要求8所述的紫外-可见光波段可分辨光电探测器的制备方法，其特征在于，所述光收集复合层包括电荷传输层与欧姆电极层，所述在所述光吸收复合层上形成光收集复合层包括：
在所述光吸收复合层上形成所述电荷传输层；
在所述电荷传输层上形成所述欧姆电极层；
或者，在所述光吸收复合层上形成所述欧姆电极层；
在所述欧姆电极层和所述光吸收复合层上形成所述电荷传输层。
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