自供电光电探测器及其制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115842066A(43)申请公布日2023.03.24(21)申请号202211560519.6H01L31/032(2006.01)(22)申请日2022.12.06H01L31/0304(2006.01)B82Y30/00(2011.01)(71)申请人中国科学院苏州纳米技术与纳米仿B82Y40/00(2011.01)生研究所地址215123江苏省苏州市工业园区独墅湖高教区若水路398号(72)发明人马永健张晓东唐文博曾春红张宝顺(74)专利代理机构南京利丰知识产权代理事务所(特殊普通合伙)32256专利代理师王茹(51)Int.Cl.H01L31/0352(2006.01)H01L31/109(2006.01)H01L31/18(2006.01)权利要求书2页说明书8页附图2页(54)发明名称自供电光电探测器及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种自供电光电探测器及其制备方法。所述自供电光电探测器包括：沿第一方向依次设置的第一电极、p‑n结结构和第二电极，所述p‑n结结构包括至少一p‑n结，所述p‑n结由至少一第一纳米线和至少一第二纳米线配合形成，所述第一纳米线和第二纳米线具有不同导电类型，并且所述第一纳米线和第二纳米线的两端均分别与第一电极、第二电极电连接。本发明使氮化镓纳米线与氧化镓纳米线紧密相连形成p‑n结，实现了在不加外部电源的情况下进行探测的效果，并且在金属电极连接下的每一根氮化镓/氧化镓纳米线都参与工作，大大提高了探测性能。CN115842066ACN115842066A权利要求书1/2页1.一种自供电光电探测器，其特征在于，包括：沿第一方向依次设置的第一电极、p‑n结结构和第二电极，所述p‑n结结构包括至少一p‑n结，所述p‑n结由至少一第一纳米线和至少一第二纳米线配合形成，所述第一纳米线和第二纳米线具有不同导电类型，并且所述第一纳米线和第二纳米线的两端均分别与第一电极、第二电极电连接。2.根据权利要求l所述的自供电光电探测器，其特征在于：所述第一纳米线和第二纳米线均沿第一方向延伸，且同一p‑n结内的第一纳米线和第二纳米线在第二方向上紧密相连，所述第一方向与第二方向交叉。3.根据权利要求l或2所述的自供电光电探测器，其特征在于：所述第一纳米线的直径大于或等于第二纳米线的直径；优选的，所述第一纳米线的分布密度与第二纳米线的分布密度相同；和/或，所述第一纳米线的直径为300‑600nm，和/或，所述第一纳米线的长度为800‑1200nm；和/或，所述第一纳米线在与第一方向垂直的平面上的分布密度为36‑64根/100μm2；和/或，所述第二纳米线的直径为100‑300nm，和/或，所述第二纳米线的长度为800‑1200nm；和/或，所述第二纳米线在与第一方向垂直的平面上的分布密度为36‑64根/100μm2。4.根据权利要求1所述的自供电光电探测器，其特征在于：所述第一方向为竖直方向，所述第二电极设置在所述p‑n结结构上方，并由所述第一纳米线和第二纳米线支承。5.根据权利要求1所述的自供电光电探测器，其特征在于：所述p‑n结结构包括沿第二方向间隔分布的多个p‑n结。6.根据权利要求1所述的自供电光电探测器，其特征在于：还包括导电衬底，所述导电衬底具有相背对的第一面和第二面，所述第一纳米线和第二纳米线均原位生长于所述第二面上，所述第一电极与所述第一面电性结合，所述第一方向垂直于所述第二面。优选的，所述导电衬底包括硅衬底。7.根据权利要求1所述的自供电光电探测器，其特征在于：所述第一纳米线为p型纳米线，所述第二纳米线为n型纳米线；优选的，所述p型纳米线的材质包括p型GaN，所述n型纳米线的材质包括β‑Ga2O3。8.一种自供电光电探测器的制备方法，其特征在于，包括：提供导电衬底，所述导电衬底具有相背对的第一面和第二面；在所述导电衬底的第二面上原位生长至少一第一纳米线和至少一第二纳米线，所述第一纳米线和第二纳米线均沿第一方向延伸，且至少一第一纳米线与至少一第二纳米线在第二方向上紧密相连形成p‑n结，从而获得p‑n结结构，所述第一方向垂直于所述第二面，所述第二方向平行于所述第二面；在所述p‑n结结构上制作第二电极，且使所述第一纳米线和第二纳米线的远离导电衬底的一端均与第二电极电连接；制作第一电极，并使所述第一纳米线和第二纳米线的另一端均与第一电极电连接。9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，具体包括：S1、在导电衬底的第二面上设置掩膜层；S2、对所述掩膜层进行第一次图形化刻蚀，从而在所述掩膜层中形成至少一第一纳米2CN115842066A权利要求书2/2页通孔，使所述导电衬底的第二面从所述第一纳米通孔中暴露出；S3、基于所述第二纳米通孔在所述导电