[發(fā)明專利]近紅外雙波段等離子體Ge基光電探測器及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110240656.0
• 申請日: 2021-03-04
• 公開（公告）號: CN113097333B
• 公開（公告）日: 2023-03-31
• 發(fā)明（設計）人: 王利明;魏穎;孫浩;胡輝勇;張一馳;王博;張蓓;邵際芳;苑西西;王斌;舒斌
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H01L31/101
• 分類號: H01L31/101;H01L31/0216;H01L31/0224;H01L31/028;H01L31/0352;H01L31/0392;H01L31/18
• 代理公司: 西安嘉思特知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 61230
• 代理人: 劉長春

1.一種近紅外雙波段等離子體Ge基光電探測器，其特征在于，包括：本征Si襯底層(1)，位于所述本征Si襯底層(1)上方的絕緣反射層(2)，所述絕緣反射層(2)自下而上依次包括第一SiO₂層(21)、SiN層(22)以及第二SiO₂層(23)，位于所述絕緣反射層(2)上方的本征Ge襯底層(3)，位于所述本征Ge襯底層(3)表面兩側的金屬電極(4)，以及位于所述金屬電極(4)之間的復合納米結構陣列(5)，其中，每個復合納米結構陣列單元包括Ge納米結構(6)和位于所述Ge納米結構(6)上方的金屬納米結構(7)，所述Ge納米結構(6)包括第一Ge納米線(61)和第二Ge納米線(62)，所述第一Ge納米線(61)為圓形盤狀結構，所述第二Ge納米線(62)為中空圓環(huán)狀結構；

所述第一Ge納米線(61)位于所述第二Ge納米線(62)中心，且兩者之間具有一定間距；

相應的，所述金屬納米結構(7)包括第一金屬層(71)和第二金屬層(72)，所述第一金屬層(71)覆蓋所述第一Ge納米線(61)的上表面，所述第二金屬層(72)覆蓋所述第二Ge納米線(62)的上表面；

所述近紅外雙波段等離子體Ge基光電探測器的響應波段分別為1310nm峰位和2000nm峰位。

2.根據(jù)權利要求1所述的近紅外雙波段等離子體Ge基光電探測器，其特征在于，所述第一Ge納米線(61)與所述第二Ge納米線(62)的高度相同。

3.根據(jù)權利要求1所述的近紅外雙波段等離子體Ge基光電探測器，其特征在于，所述金屬納米結構(7)的材料為Au。

4.根據(jù)權利要求1所述的近紅外雙波段等離子體Ge基光電探測器，其特征在于，所述金屬電極(4)為Au矩形電極。

5.一種用于制備如權利要求1-4任一項所述的近紅外雙波段等離子體Ge基光電探測器的方法，其特征在于，包括：

選取本征Si襯底，并在其上依次制備絕緣反射層和本征Ge襯底層，以形成GOI樣品；

在所述GOI樣品表面沉積一定厚度的金屬層；

對所述金屬層和所述本征Ge襯底層進行蝕刻，以形成金屬電極和復合納米結構陣列，制備得到近紅外雙波段等離子體Ge基光電探測器。

6.根據(jù)權利要求5所述的方法，其特征在于，在所述GOI樣品表面沉積一定厚度的金屬層包括：

在所述GOI樣品的本征Ge襯底層表面旋涂PMMA，并進行加熱、曝光、顯影、定影處理；

采用電子束光刻工藝在所述樣品表面沉積一定厚度的Au層。

7.根據(jù)權利要求5所述的方法，其特征在于，對所述金屬層和所述本征Ge襯底層進行蝕刻，以形成金屬電極和復合納米結構陣列，包括：

在異丙醇中對整個樣品進行漂洗并在壓縮N₂中干燥；

采用圖形金屬結構作為蝕刻掩模，在蝕刻機中對所述金屬層和所述本征Ge襯底層進行氯基等離子體反應離子蝕刻，以在所述本征Ge襯底層表面兩側形成金屬電極，并在所述金屬電極之間形成復合納米結構陣列；其中，每個復合納米結構陣列單元包括Ge納米結構和金屬納米結構。