[發明專利]一種太赫茲波探測器及其制備方法

在審

• 申請號: 201710299836.X
• 申請日: 2017-04-28
• 公開（公告）號: CN107192450A
• 公開（公告）日: 2017-09-22
• 發明（設計）人: 李金倫;崔少輝;倪海橋;牛智川
• 申請（專利權）人: 中國科學院半導體研究所
• 主分類號: G01J1/42
• 分類號: G01J1/42;H01L29/861;H01L31/08;H01L31/10;H01Q1/22
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司11021
• 代理人: 任巖

技術領域

本發明屬于半導體材料及器件技術領域，具體涉及一種太赫茲波探測 器。

背景技術

太赫茲波探測器與太赫茲輻射源一樣，是太赫茲技術應用的關鍵器件， 目前在各種太赫茲探測器中，共振隧穿二極管由于具有高頻、高速、低功 耗、負阻的特點，特別是其快速開關特性十分利于太赫茲探測器的實際應 用，具有廣闊的應用前景。

傳統的太赫茲波探測器主要采用超導太赫茲探測器、量子點單光子探 測器、肖特基二極管等，但是這些技術都相應的存在材料生長環境嚴苛、 器件工藝復雜、適用范圍有限等不同的局限性問題。

而對于共振隧穿二極管來說，采用分子束外延技術制作共振隧穿結構， 通過校準試驗和模擬生長試驗可精確地控制各外延薄層的組分與厚度，且 共振隧穿二極管采用常規IC工藝制作即可，應用于太赫茲波探測過程中， 具有技術簡單、可靠等優點。

發明內容

(一)要解決的技術問題

為了克服上述現有技術的不足，本發明提出了一種太赫茲波探測器， 以期解決上述問題。

(二)技術方案

一種太赫茲波探測器，包括：襯底、微柱、接觸臺面、蝶形天線槽、 第一蝶形天線及電極、與第二蝶形天線及電極；

接觸臺面形成于襯底上表面，所述微柱形成于接觸臺面上，接觸臺面 與微柱表面形成有鈍化層，接觸臺面表面的鈍化層開設有蝶形天線槽，微 柱表面的鈍化層開設有圓形槽，所述第一蝶形天線及電極形成于蝶形天線 槽內的接觸臺面上，所述第二蝶形天線及電極通過圓形槽與微柱連接。

優選地，

所述接觸臺面為三棱柱，其水平截面為等腰三角形；

所述蝶形天線槽為等腰三角形。

優選地，

所述第一蝶形天線及電極包括：第一天線和第一電極；

所述第二蝶形天線及電極包括：第二天線和第二電極；

所述第一電極和第二電極水平截面均為等腰三角形；

第一天線與第一電極連接，第二天線與第二電極連接，第一天線與第 二天線分別沿第一電極和第二電極一側延伸；

所述第一電極位于蝶形天線槽內，第一天線延伸至接觸臺面以外。

優選地，所述第一蝶形天線及電極與第二蝶形天線及電極分別位于微 柱兩側。

優選地，襯底表面形成有鈍化層，所述第二蝶形天線及電極設置在襯 底表面的鈍化層上。

優選地，

所述微柱為共振隧穿二極管，其直徑為4微米，高為200納米；

接觸臺面的高度為500納米，長400微米，寬400微米；

蝶形天線槽深200納米，長為375微米、寬為375微米；

第一電極和第二電極長均為375納米，寬均為375納米，第一蝶形天 線及電極與第二蝶形天線及電極總長度均為0.75毫米。

優選地，所述蝶形天線電極材料包括形成于50納米鈦上的50納米鉑， 以及形成于50納米鉑上的300納米金。

優選地，接觸臺面材料為InGaAs，并進行了Si：2E18的摻雜。

一種太赫茲波探測器制備方法，包括以下步驟：

S1：刻蝕初始材料形成微柱；

S2：刻蝕在微柱下方的初始材料，依次形成接觸臺面和襯底；

S3：在器件表面形成鈍化層，刻蝕鈍化層，在接觸臺面上形成蝶形天 線槽；

S4：在蝶形天線槽內的接觸臺面上形成第一蝶形天線及電極，并在鈍 化層上形成與微柱連接的第二蝶形天線及電極。

優選地，

所述微柱和接觸臺面均采用光刻和ICP刻蝕技術刻蝕而成；

所述第一蝶形天線及電極、第二蝶形天線及電極采用光刻和電子束熱 蒸發鍍膜制作而成。

(三)有益效果

從上述技術方案可以看出，本發明具有以下有益效果：

(1)本發明提供的太赫茲波探測器，主體采用共振隧穿二極管，共 振隧穿二極管具有高頻、高速、低功耗、負阻的特點，便于實現對高頻太 赫茲波的探測；

(2)本發明提供的太赫茲波探測器，采用常規集成電路工藝制作即 可，應用于太赫茲波探測過程中，具有技術簡單、可靠等優點。

附圖說明

圖1(a)是本發明實施例提供的太赫茲波探測器示意圖主視圖；

圖1(b)是本發明實施例提供的太赫茲波探測器示意圖俯視圖；

圖2是本發明實施例提供的太赫茲波探測器制備方法流程圖；

圖3是本發明實施例提供的太赫茲波探測器的微柱形成示意圖；