[發明專利]基于硒化銦和氮化鎵的雙波段探測器及制備方法

有效

• 申請號: 201710523317.7
• 申請日: 2017-06-30
• 公開（公告）號: CN107331718B
• 公開（公告）日: 2019-04-23
• 發明（設計）人: 寧靜;程海青;郝躍;張進成;王東;董建國;李昂;陳家博
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H01L31/0352
• 分類號: H01L31/0352;H01L31/0328;H01L31/0224;H01L31/101;H01L31/18
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 王品華;朱紅星

1.一種基于硒化銦和氮化鎵的雙波段探測器，包括襯底(1)、吸收層(2)、絕緣層(3)和兩個電極(4，5)，其特征在于：

吸收層(2)，包括紫外吸收層(21)和紅外吸收層(22)；

紫外吸收層(21)位于襯底(1)的上表面，絕緣層(3)位于紫外吸收層(21)上表面的左半平面上,以使紫外吸收層(21)的右半平面形成一臺階面；

紅外吸收層(22)位于部分絕緣層(3)和部分紫外吸收層(21)的臺階面上；

第一歐姆電極(4)位于紅外吸收層(22)的左半平面上，并將紅外吸收層(22)的左半平面完全覆蓋，且超出紅外吸收層(22)的部分與絕緣層(3)緊密接觸；

第二歐姆電極(5)位于紫外吸收層(21)臺階面上未被紅外吸收層(22)覆蓋的部分。

2.根據權利要求1所述的探測器,其中襯底(1)采用硅、藍寶石、砷化鎵和碳化硅材料中的任意一種。

3.根據權利要求1所述的探測器，其中絕緣層(3)采用三氧化二鋁材料，且厚度為20-40nm。

4.根據權利要求1所述的探測器,其中紫外吸收層(21)采用氮化鎵材料。

5.根據權利要求1所述的探測器,其中紅外吸收層(22)采用本征硒化銦材料，且紅外吸收層(22)的面積小于絕緣層(3)和紫外吸收層臺階面的面積。

6.根據權利要求1所述的探測器,其中第一歐姆電極(4)采用石墨烯材料，且第一歐姆電極(4)的面積小于絕緣層的面積。

7.根據權利要求1所述的探測器,其中第二歐姆電極(5)采用金屬點結構或環形結構。

8.一種基于硒化銦和氮化鎵的雙波段探測器制作方法,包括如下步驟：

1)在襯底上利用外延生長設備生長紫外吸收層；

2)在紫外吸收層上沉積一層絕緣層；

3)將紫外吸收層上的絕緣層的右半部分刻蝕,以在該紫外吸收層上的右半部分形成臺階面；

4)采用微機械剝離方法獲得貼伏于熱解釋放帶上的硒化銦薄膜窄帶，該硒化銦薄膜窄帶的寬度小于絕緣層的寬度，其長度大于絕緣層的長度且小于紫外吸收層的長度；

5)采用定向轉移方法將貼伏于熱解釋放帶的硒化銦的左半部分覆蓋在部分絕緣層上，右半部分覆蓋在部分紫外吸收層的臺面上，使硒化銦分別與絕緣層和紫外吸收層緊密接觸,再對其加熱到100℃-120℃并緩慢撕去熱解釋放帶，得到紅外吸收層；

6)采用化學氣相淀積方法制備石墨烯材料，該石墨烯的面積大于絕緣層上的紅外吸收層左半部分的面積，小于絕緣層的面積，并將該石墨烯轉移到帶有硒化銦的絕緣層上，再進行退火使石墨烯和絕緣層及紅外吸收層硒化銦緊密接觸，得到第一歐姆電極；

7)在紫外吸收層上的臺階面上制作第二歐姆電極，完成基于硒化銦和氮化鎵的雙波段探測器的制作。

9.根據權利要求8所述的方法,其中步驟6)中采用化學氣相淀積方法制備石墨烯材料的工藝條件如下：

襯底采用泡沫銅，

甲烷和氫氣流量比為50sccm：10sccm，

生長溫度為1030℃，

生長時間為2.0h。