[發明專利]焦平面紅外探測器芯片、探測器和制備方法

在審

• 申請號: 202110416974.8
• 申請日: 2021-04-16
• 公開（公告）號: CN113130676A
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發明（設計）人: 郝宏玥;徐應強;牛智川;王國偉;蔣洞微
• 申請（專利權）人: 中國科學院半導體研究所
• 主分類號: H01L31/0232
• 分類號: H01L31/0232;H01L31/109;H01L27/144;H01L31/18;G01J5/22
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 劉歌

1.一種焦平面紅外探測器芯片，其特征在于，包括：

接觸層，所述接觸層上設置有第一歐姆接觸電極和像元陣列；

陷光結構陣列，設置在所述接觸層的下面；

其中，所述像元陣列的每一個像元上設置有第二歐姆接觸電極，每一個所述第二歐姆接觸電極上設置有銦柱，所述銦柱與讀出電路連接，所述像元陣列、所述接觸層和所述第一歐姆接觸電極的摻雜類型相同，所述接觸層和所述第二歐姆接觸電極形成PN結。

2.根據權利要求1所述的芯片，其特征在于，所述陷光結構陣列、所述接觸層和所述像元陣列的材質為銻化鎵。

3.根據權利要求1或2所述的芯片，其特征在于，所述像元與所述第二歐姆接觸電極之間設置有吸收層，所述吸收層的材質為銻化鎵。

4.一種焦平面紅外探測器，其特征在于，包括如權利要求1至3任一所述的焦平面紅外探測器芯片，所述焦平面紅外探測器的響應波段為500nm～1740nm。

5.一種焦平面紅外探測器芯片的制備方法，其特征在于，包括：

構建PN結結構；

在所述PN結結構上表面制備像元陣列；

在所述PN結結構上表面制備歐姆接觸電極；

分別在所述歐姆接觸電極和讀出電路上制備銦柱，將所述歐姆接觸電極和所述讀出電路通過所述銦柱進行互聯；

在所述PN結結構下表面制備陷光結構陣列。

6.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述構建PN結結構包括：

在N型GaSb襯底上外沿P型GaSb接觸層；或者

在P型GaSb襯底上外沿N型GaSb接觸層；或者

在GaSb襯底上外沿P型GaSb接觸層，在所述P型GaSb接觸層上外沿N型GaSb接觸層；或者

在GaSb襯底上外沿N型GaSb接觸層，在所述N型GaSb接觸層上外沿P型GaSb接觸層。

7.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述在所述PN結結構上表面刻蝕像元陣列之后還包括：對所述像元陣列表面進行鈍化，所述鈍化包括陽極氧化或陽極硫化。

8.根據權利要求7所述的制備方法，其特征在于，在像元陣列的像元處和接觸層處進行鈍化層表面開孔圖形轉移，去除歐姆接觸所在位置的鈍化層，將歐姆接觸區域轉移至所述PN結結構上表面，進行金屬沉積和剝離工藝，用以制備歐姆接觸電極。

9.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述在所述PN結結構下表面制備陷光結構陣列之前還包括：對所述PN結結構下表面進行物理磨拋與化學腐蝕。

10.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于，通過光刻或電子束曝光微結構陣列，利用刻蝕或濕法腐蝕來制備所述像元陣列。