[发明专利]电场分布均匀的硅掺磷阻挡杂质带探测器及其制作方法

权利要求书

1.一种电场分布均匀的硅掺磷阻挡杂质带探测器，其特征在于，包括高导硅衬底，所述高导硅衬底上包括环形凹槽区域、台面结构区域和外围区域，所示台面结构区域设置在环形凹槽区域中间，所示外围区域设置在环形凹槽区域外侧；所述环形凹槽区域的高导硅衬底上、环形凹槽区域与台面结构区域或外围区域连接形成的环形凹槽侧面均设置氮化硅钝化层，所述台面结构区域和外围区域的高导硅衬底上从下到上依次设置硅掺磷吸收层、高纯硅阻挡层、正电极接触层和氮化硅钝化层；所述环形凹槽区域内设置有环形负电极，台面结构区域的表面设置有圆形正电极；

所述环形凹槽区域的深度为25～40μm，宽度为100～200μm；

所述环形负电极与高导硅衬底连接，所述圆形正电极与正电极接触层连接；

所述硅掺磷吸收层中磷离子的掺杂浓度为5×10¹⁷～1×10¹⁸cm^-3，所述硅掺磷吸收层的厚度为20～30μm；所述高纯硅阻挡层的厚度为5～10μm；所述氮化硅钝化层的厚度为220nm。

2.一种根据权利要求1所述的电场分布均匀的硅掺磷阻挡杂质带探测器的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、在高导硅衬底上生长硅掺磷吸收层；

S2、在所述硅掺磷吸收层上生长高纯硅阻挡层；

S3、在所述高纯硅阻挡层上形成正电极接触层；

S4、从所述正电极接触层往所述高导砷化镓衬底刻蚀，直至刻蚀露出高导砷化镓衬底，刻蚀区域形成环形凹槽区域，环形凹槽的内侧形成台面结构区域，外侧形成外围结构区域；

S5、在经步骤S4所得环形凹槽区域、台面结构区域和外围结构区域的表面沉积氮化硅钝化层；

S6、在所述氮化硅钝化层上刻蚀开正、负电极槽，所述正电极槽位于台面结构区域，所述负电极槽位于环形凹槽区域；

S7、在所述正、负电极槽上蒸镀正、负电极，然后封装，即可。

3.根据权利要求2所述的电场分布均匀的硅掺磷阻挡杂质带探测器的制作方法，其特征在于，步骤S1中，所述硅掺磷吸收层的生长方法为化学气相沉积法；步骤S2中，所述高纯硅阻挡层的生长方法为化学气相沉积法；步骤S5中，所述氮化硅钝化层的生长方法为等离子体增强化学气相沉积法；步骤S6中，所述刻蚀方法为反应离子刻蚀法，刻蚀深度为220nm。

4.根据权利要求2所述的电场分布均匀的硅掺磷阻挡杂质带探测器的制作方法，其特征在于，步骤S3中，通过光刻、离子注入及快速热退火工艺形成正电极接触层；注入离子为磷离子，注入能量为40～70keV，注入剂量为2～5×10¹⁴cm^-2，注入角度为7度；所述形成正电极接触层的快速热退火步骤中，保护气氛为氮气，退火温度为1000℃，退火保持时间为15秒。

5.根据权利要求2所述的电场分布均匀的硅掺磷阻挡杂质带探测器的制作方法，其特征在于，步骤S4中，所述环形凹槽区域的刻蚀方法为深硅刻蚀法；刻蚀气体C₄F₈流量为80SCCM，刻蚀气体SF₆流量为280SCCM，刻蚀气体O₂流量为28SCCM，等离子体源功率为1500W，偏压功率为40W。

6.根据权利要求2所述的电场分布均匀的硅掺磷阻挡杂质带探测器的制作方法，其特征在于，步骤S7中，所述蒸镀正、负电极的方法具体为：在正、负电极孔上从下到上依次蒸镀钛、铝、钛、金金属膜，蒸镀厚度分别为20nm、100nm、30nm、180nm。

7.根据权利要求2所述的电场分布均匀的硅掺磷阻挡杂质带探测器的制作方法，其特征在于，

步骤S7中还包括对蒸镀后的正、负电极再进行蒸镀加厚，具体方法为：从下到上依次蒸镀镍和金金属膜，蒸镀镍的厚度为30nm、蒸镀金的厚度为200nm；

步骤S7中，所述封装方法具体包括以下步骤：采用砂轮划片法将器件分割，然后采用金丝球焊法接入正、负电极引线。