寬度為100 nm-3 mm，陣列周期寬度為150 nm-10 mm，周期數(shù)為3_50，光柵柵極的厚度為10nm-500nm，單個(gè)柵極的寬度為10nm-3mm，周期長度為20nm-10mm，周期數(shù)目為1-50。
[0024]在本實(shí)施例中，襯底11，材料為藍(lán)寶石、多晶硅、Si02、HfO2, ZrO2S Y 203中的一種，沿Z軸方向的厚度在10nm-1OOOMm范圍。
[0025]緩沖層12，材料為藍(lán)寶石、多晶硅、S12, HfO2, ZrO2S Y 203中的一種，沿Z軸方向的厚度在10nm-1OOOMm范圍。
[0026]導(dǎo)電溝道層13，高濃度的二維電子氣，其載體材料為石墨烯，石墨烯的層數(shù)為1-50。
[0027]勢(shì)皇層14，為 Si02、Hf02、Zr02S Y2O3中的一種，勢(shì)皇層厚度為 3nm_500nm。
[0028]源漏金屬電極17，沿Y軸方向覆蓋陣列導(dǎo)電溝道結(jié)構(gòu)的左右兩端，左端為源極，右端為漏極。
[0029]上述太赫茲波探測(cè)器的工作頻率在17Hz-1O14Hz之間。
[0030]實(shí)施例2
如圖3和圖4所示，具有陣列導(dǎo)電溝道結(jié)構(gòu)的太赫茲波探測(cè)器，包括從下往上(圖中Z軸方向)依次設(shè)置的襯底11、緩沖層12、導(dǎo)電溝道層13、勢(shì)皇層14、光柵柵極16，以及設(shè)于勢(shì)皇層14兩側(cè)的漏金屬電極17，緩沖層12、導(dǎo)電溝道層13、勢(shì)皇層14組成具有條形陣列結(jié)構(gòu)的陣列導(dǎo)電溝道結(jié)構(gòu)，光柵柵極由一個(gè)以上的柵極組成，并且每個(gè)柵極的徑向與陣列導(dǎo)電溝道結(jié)構(gòu)的條形陣列的徑向垂直；還包括設(shè)于勢(shì)皇層14兩側(cè)上方的帽層15，所述漏金屬電極17制作在該帽層上，光柵柵極16則位于帽層15之間。
[0031]在本實(shí)施例中，陣列導(dǎo)電溝道結(jié)構(gòu)18為由緩沖層12、導(dǎo)電溝道層13、勢(shì)皇層14形成的脊型條形陣列結(jié)構(gòu)，并且陣列導(dǎo)電溝道結(jié)構(gòu)的條形寬度為100 nm-3 mm，陣列周期寬度為150 nm-10 mm，周期數(shù)為3_50，光柵柵極的厚度為10nm_500nm，單個(gè)柵極的寬度為10nm_3mm，周期長度為20nm-10mm，周期數(shù)目為1_50。
[0032]襯底11，材料為GaAs或者InP，沿Z軸方向的厚度在10nm-1OOOMm范圍。
[0033]緩沖層12，非摻雜的高阻1-1nGaAsJft Z軸方向的厚度在10nm-1OOOMm范圍。
[0034]導(dǎo)電溝道層13，高濃度的二維電子氣，其載體材料為1-1nGaAs，厚度為0.1nm-1OOnm0
[0035]勢(shì)皇層14，為包含了 1-1nP截至層的delta-摻雜1-1nAlAs，其中1-ΙηΡ截至層的厚度為3nm-100nm，勢(shì)皇層厚度為3nm-500nmo
[0036]帽層15，材料為 n-1nGaAs，厚度為 3nm-500nm。
[0037]源漏金屬電極17，沿Y軸方向覆蓋陣列導(dǎo)電溝道結(jié)構(gòu)的左右兩端，左端為源極，右端為漏極。
[0038]按照上述實(shí)施例，便可很好地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。值得說明的是，基于上述結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的前提下，為解決同樣的技術(shù)問題，即使在本發(fā)明上做出的一些無實(shí)質(zhì)性的改動(dòng)或潤色，所采用的技術(shù)方案的實(shí)質(zhì)仍然與本發(fā)明一樣，故其也應(yīng)當(dāng)在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.具有陣列導(dǎo)電溝道結(jié)構(gòu)的太赫茲波探測(cè)器，其特征在于，包括從下往上依次設(shè)置的襯底(11)、緩沖層(12)、導(dǎo)電溝道層(13)、勢(shì)皇層(14)、光柵柵極(16)，以及設(shè)于勢(shì)皇層(14)兩側(cè)的漏金屬電極(17)，導(dǎo)電溝道層(13)包含二維電子氣；所述緩沖層(12)、導(dǎo)電溝道層(13)、勢(shì)皇層(14)組成具有條形陣列結(jié)構(gòu)的陣列導(dǎo)電溝道結(jié)構(gòu)，所述光柵柵極由一個(gè)以上的柵極組成，并且每個(gè)柵極的徑向與陣列導(dǎo)電溝道結(jié)構(gòu)的條形陣列的徑向垂直。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有陣列導(dǎo)電溝道結(jié)構(gòu)的太赫茲波探測(cè)器，其特征在于，所述陣列導(dǎo)電溝道結(jié)構(gòu)為由緩沖層(12)、導(dǎo)電溝道層(13)、勢(shì)皇層(14)形成的脊型條形陣列結(jié)構(gòu)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有陣列導(dǎo)電溝道結(jié)構(gòu)的太赫茲波探測(cè)器，其特征在于，所述緩沖層(12)、導(dǎo)電溝道層(13)、勢(shì)皇層(14)中的其中一層或兩層形成脊型條形陣列結(jié)構(gòu)，當(dāng)只有導(dǎo)電溝道層(13)形成脊型條形陣列結(jié)構(gòu)時(shí)，導(dǎo)電溝道層(13)位于緩沖層(12)與勢(shì)皇層(14)之間形成埋層結(jié)構(gòu)。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的具有陣列導(dǎo)電溝道結(jié)構(gòu)的太赫茲波探測(cè)器，所述陣列導(dǎo)電溝道結(jié)構(gòu)的條形寬度為100 nm-3 mm，陣列周期寬度為150 nm-10 mm，周期數(shù)為3-50 ο5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的具有陣列導(dǎo)電溝道結(jié)構(gòu)的太赫茲波探測(cè)器，所述光柵柵極的厚度為10nm-500nm，單個(gè)柵極的寬度為10nm-3mm，周期長度為20nm-10mm，周期數(shù)為1_50。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的具有陣列導(dǎo)電溝道結(jié)構(gòu)的太赫茲波探測(cè)器，所述陣列導(dǎo)電溝道結(jié)構(gòu)填充介質(zhì)，填充介質(zhì)為Si02、HfO2, ZrO2S Y 203。7.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的具有陣列導(dǎo)電溝道結(jié)構(gòu)的太赫茲波探測(cè)器，其特征在于，所述漏金屬電極(17)制作在勢(shì)皇層(14)兩側(cè)端部并且底部制作在導(dǎo)電溝道層(13)上。8.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的具有陣列導(dǎo)電溝道結(jié)構(gòu)的太赫茲波探測(cè)器，其特征在于，還包括設(shè)于勢(shì)皇層(14)兩側(cè)上方的帽層(15)，所述漏金屬電極(17)制作在該帽層上。
【專利摘要】本發(fā)明公開了具有陣列導(dǎo)電溝道結(jié)構(gòu)的太赫茲波探測(cè)器。涉及半導(dǎo)體紅外探測(cè)領(lǐng)域，所要解決的問題是現(xiàn)有太赫茲波探測(cè)器的低靈敏度和低效率問題。該探測(cè)器包括襯底、緩沖層、導(dǎo)電溝道層、勢(shì)壘層、帽層、光柵柵極、源漏金屬電極，其中，緩沖層、導(dǎo)電溝道層、勢(shì)壘層組成具有條形陣列結(jié)構(gòu)的陣列導(dǎo)電溝道結(jié)構(gòu)。利用陣列導(dǎo)電溝道結(jié)構(gòu)對(duì)導(dǎo)電溝道層中的二維電子氣調(diào)控，以及陣列導(dǎo)電溝道結(jié)構(gòu)與光柵柵極組成對(duì)二維等離子體波調(diào)控的二維等離子晶體結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)陣列導(dǎo)電溝道結(jié)構(gòu)中二維電子氣對(duì)太赫茲波的響應(yīng)，從而具有陣列導(dǎo)電溝道結(jié)構(gòu)的高效、高靈敏度太赫茲波探測(cè)器。
【IPC分類】H01L31/0352, H01L31/101
【公開號(hào)】CN105336809
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510758416
【發(fā)明人】曾建平, 唐海林, 李志強(qiáng), 安寧, 熊永忠
【申請(qǐng)人】中國工程物理研究院電子工程研究所
【公開日】2016年2月17日
【申請(qǐng)日】2015年11月9日