[发明专利]非制冷光子型硅基红外探测器芯片及其制备方法和应用

权利要求书

1. 一种非制冷光子型硅基红外探测器芯片，其特征在于结构自上而下依次为：

n+重掺杂微结构层；

硅表面的锥体结构；

n型硅片；

所述n型硅片为晶向（100）、（110）或（111）的n型单晶硅片，双面抛光，厚度为300-500 μm，电阻率为1000-5000 Ω·cm。

2. 一种制备如权利要求1所述的非制冷光子型硅基红外探测器芯片的制备方法，其特征在于具体步骤如下：

（1）选择晶向为（100）、（110）或（111）的n型单晶硅片，并进行清洗；

（2）将清洗后的n型单晶硅片，置于含氮元素的密闭气体氛围中，用超快激光辐照所述n型单晶硅片的一面，在该面的表面形成微米量级呈准周期性排列的结构，即锥体结构；由于氮元素的超饱和重掺杂作用，在所述锥体结构表层形成n+重掺杂微结构层；

（3）将表面形成有锥体结构的n型单晶硅片置于快速热退火炉中退火；

（4）退火后，在n+重掺杂微结构层表面磁控溅射一层AZO薄膜，作为正面电极；

（5）再在n型单晶硅片的另一面用磁控溅射的方法溅射一层ITO薄膜，作为背面电极。

3. 如权利要求2所述的非制冷光子型硅基红外探测器芯片的制备方法，其特征在于步骤（2）中所述的超快激光为飞秒激光、皮秒激光或纳秒激光。

4. 如权利要求2所述的非制冷光子型硅基红外探测器芯片的制备方法，其特征在于步骤（2）中所述的密闭气体为三氟化氮或氮气，密闭气体氛围的压强为60~80 kPa。

5. 如权利要求2所述的非制冷光子型硅基红外探测器芯片的制备方法，其特征在于步骤（3）中的所述退火温度为600-1400 K，退火时间为1-30 min。

6. 如权利要求2所述的非制冷光子型硅基红外探测器芯片的制备方法，其特征在于步骤（4）和步骤（5）中所述的AZO薄膜和ITO薄膜的厚度为10-100 nm。

7. 如权利要求1所述的非制冷光子型硅基红外探测器芯片在红外探测器中的应用。