[實用新型]一種紅外探測器材料的像元臺面

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202022204756.1
• 申請日: 2020-09-30
• 公開（公告）號: CN215070007U
• 公開（公告）日: 2021-12-07
• 發(fā)明（設計）人: 鄧功榮;楊文運;李德香;唐遙;張偉偉;杜潤來;黎秉哲;趙鵬;黃暉
• 申請（專利權）人: 昆明物理研究所
• 主分類號: H01L31/109
• 分類號: H01L31/109;H01L31/0304;H01L31/0352;H01L31/18
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 周蜜

本實用新型涉及一種紅外探測器材料的像元臺面，屬于光電子材料與器件技術領域。所述紅外探測器材料結構從上向下依次為頂電極接觸層、勢壘層、吸收層、底電極接觸層、緩沖層以及襯底；頂電極接觸層和勢壘層上部構成尺寸為15×15μm～30×30μm，高度為320～380nm的像元臺面。所述像元臺面不僅能使勢壘層起到器件自鈍化作用有效抑制器件的暗電流，而且能實現小像元設計，減小損傷，提高器件的量子效率。

技術領域

本實用新型涉及一種紅外探測器材料的像元臺面，特別是關于PBn型和nBn 型InAsSb紅外探測器材料的像元臺面，屬于光電子材料與器件技術領域。

背景技術

PBn和nBn勢壘型紅外焦平面探測器像元臺面普遍采用深臺面或淺臺面結構。深刻蝕工藝制備的器件，通過頂電極接觸層刻蝕并在底電極接觸層停止，消除了橫向擴散，但沿器件臺面?zhèn)缺谝肓吮砻媛╇娏鳎黾恿税惦娏鳎羁涛g結構的器件失效率也很高。淺刻蝕工藝制備的器件，通過頂部接觸層刻蝕并在勢壘處停止，表面漏電不明顯，但顯示出較大的橫向擴散電流，在小像元器件中還會導致探測器陣列中的像素間串擾。

發(fā)明內容

為克服現有技術存在的缺陷，本實用新型的目的在于提供一種紅外探測器材料的像元臺面，所述像元臺面不僅能使勢壘層起到器件自鈍化作用有效抑制器件的暗電流，而且能實現小像元設計，減小損傷，提高器件的量子效率。

為實現本實用新型的目的，提供以下技術方案。

一種紅外探測器材料的像元臺面，所述紅外探測器材料為PBn和nBn型 InAsSb紅外探測器材料；所述紅外探測器材料的結構從上向下依次為頂電極接觸層、勢壘層、吸收層、底電極接觸層、緩沖層以及襯底。

所述頂電極接觸層的材料為摻雜鈹(Be)的p型銻化鎵(GaSb)材料或摻雜硅(Si)的n型InAs_0.91Sb_0.09材料；Be的摻雜濃度為5×10¹⁷cm^-3～1×10¹⁸cm^-3， Si的摻雜濃度為1×10¹⁸cm^-3；所述頂電極接觸層的厚度為300nm。

所述勢壘層的材料為摻雜Be的p型AlAs_0.08Sb_0.92單晶，Be的摻雜濃度為 5×10¹⁵cm^-3～1×10¹⁶cm^-3，所述勢壘層材料的禁帶寬度大于吸收層的禁帶寬度，且晶格與吸收層材料晶格匹配；所述勢壘層的厚度為100nm～200nm。

所述吸收層的材料為非故意摻雜InAs_0.91Sb_0.09材料；所述吸收層的厚度為2000nm～3000nm。

所述底電極接觸層材料n型InAs_0.91Sb_0.09單晶且摻雜Si；Si的摻雜濃度為 10¹⁷cm^-3～10¹⁸cm^-3；所述底電極接觸層的厚度為200nm～500nm。

所述緩沖層材料為與吸收層材料晶格匹配的n型GaSb單晶；所述緩沖層的厚度為50nm～200nm。

所述襯底材料為摻雜碲(Te)的n型GaSb單晶，Te的摻雜濃度為 1×10¹⁷cm^-3～5×10¹⁷cm^-3。

所述紅外探測器材料上制備有尺寸為15μm×15μm～30μm×30μm的像元臺面，所述像元臺面高度為320nm～380nm，由頂電極接觸層和勢壘層上部構成。

一種本實用新型所述的紅外探測器材料的像元臺面的制備方法，所述方法步驟如下：