[發明專利]一種衍射環結構II類超晶格紅外探測器及其制備方法

有效

• 申請號: 202011028961.5
• 申請日: 2020-09-25
• 公開（公告）號: CN112117345B
• 公開（公告）日: 2021-11-19
• 發明（設計）人: 徐云;杜雅楠;呂龍鋒;陳良惠
• 申請（專利權）人: 中國科學院半導體研究所
• 主分類號: H01L31/105
• 分類號: H01L31/105;H01L31/18;H01L31/0352;H01L31/0232
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 周天宇

1.一種衍射環結構II類超晶格紅外探測器，其特征在于，包括至下而上的襯底層(7)、緩沖層(6)、刻蝕終止層(5)、p區層(4)、i區吸收層(3)、n區層(2)、衍射環層(1)；

所述衍射環層(1)與所述p區層(4)之間形成第一臺面；所述p區層(4)與所述刻蝕終止層(5)之間形成第二臺面；

所述第一臺面、第二臺面上設有鈍化膜(8)；所述第一臺面、第二臺面上的鈍化膜(8)上設有開孔；所述開孔中、衍射環層(1)的衍射環和刻蝕暴露出的n區層(2)上設有金屬電極(9)；

所述衍射環層(1)為至少一個衍射環組成的陣列，用于將背入射光反射回所述i區吸收層(3)，并在所述探測器內循環直至光被吸收。

2.根據權利要求1所述的衍射環結構II類超晶格紅外探測器，其特征在于，所述p區層(4)、i區吸收層(3)和n區層(2)分別為p型摻雜、非刻意摻雜和n型摻雜的InAs/GaSbII類超晶格結構。

3.根據權利要求1所述的衍射環結構II類超晶格紅外探測器，其特征在于，所述緩沖層(6)為p型摻雜的GaSb。

4.根據權利要求1所述的衍射環結構II類超晶格紅外探測器，其特征在于，所述衍射環層(1)為InAs層，摻雜濃度與所述n區層(2)的摻雜濃度相同。

5.根據權利要求1所述的衍射環結構II類超晶格紅外探測器，其特征在于，所述鈍化膜(8)材料為二氧化硅或氮化硅。

6.根據權利要求1所述的衍射環結構II類超晶格紅外探測器，其特征在于，所述金屬電極(9)為Ti/Pt/Au組合的復合層電極。

7.根據權利要求1所述的衍射環結構II類超晶格紅外探測器，其特征在于，所述襯底層下方還設有表面等離子體微納結構(10)，所述表面等離子體微納結構(10)的形狀包括十字形、矩形、圓柱形、L形、環形。

8.一種衍射環結構II類超晶格紅外探測器的制備方法，包括：

S1，在襯底層(7)上至下而上依次生長緩沖層(6)、刻蝕終止層(5)、p區層(4)、i區吸收層(3)、n區層(2)、衍射環層(1)；

S2，刻蝕第一臺面，從上至下到p區層(4)的表面停止；

S3，刻蝕第二臺面，從上至下到刻蝕終止層(5)的表面停止；

S4，刻蝕衍射環層(1)；

S5，在器件的臺面上生長鈍化膜(8)，并在刻蝕終止層上表面和p區層(4)上表面開孔；

S6，在所述孔中生長金屬電極(9)；

S7，減薄或者完全去除襯底層(7)。

9.根據權利要求8所述的衍射環結構II類超晶格紅外探測器的制備方法，所述S7之后還包括：

S8，在所述衍射環結構II類超晶格紅外探測器的下表面制備表面等離子體微納結構(10)。

10.根據權利要求9所述的衍射環結構II類超晶格紅外探測器的制備方法，所述S8具體包括：直接通過掩模光刻和干法刻蝕將緩沖層制備成所述表面等離子體微納結構(10)，或者在緩沖層上生長一層材料制備所述表面等離子體微納結構(10)。