[发明专利]焦平面阵列探测器及其制备方法

说明书

本发明公开了一种焦平面阵列探测器及其制备方法，包括外延层，外延层的下表面设置有多个凹陷的第一掺杂区，外延层与第一掺杂区的交界面为第一PN结，相邻的第一PN结之间开设有像元孔；外延层的下表面覆盖有第一钝化膜，位于第一掺杂区表面的第一钝化膜开设有第一接触孔，位于像元孔表面的第一钝化膜的正中间开设有第二接触孔；第一接触孔与第二接触孔内分别填充有第一铟凸点与第二铟凸点，第一铟凸点与第二铟凸点突出外延层；外延层的上表面设置有多个凹陷的第二掺杂区，第二掺杂区与第二铟凸点一一对应连接。本发明目的在于解决相邻像元的PN结容易串音、像元的有效利用面积小的技术问题。

技术领域

本发明属于光电技术领域，更具体地，涉及一种焦平面阵列探测器及其制备方法。

背景技术

焦平面阵列探测器与硅基半导体一样，在朝着小尺寸、高集成度的方向发展。但是由于材料的特殊性，其加工难度和技术瓶颈严重阻碍了焦平面阵列探测器技术的进一步发展。尤其是相邻像元的PN结之间存在的串音问题，传统相邻像元的PN结的分布方式为平面式，即相邻的PN结位于同一水平面，为了防止相邻的PN结的间距太小造成串音，相邻PN结的间距较大，导致PN面积利用受到限制。为了不容易出现串音问题，相邻像元的 PN结要保持一定的距离，这意味着每个像元只有一部分面积能被离子注入形成PN结，吸收光子转换信号，其他区域不能起到光电转换作用。随着像素越来越小，像元的有效利用面积也变得越来越小，以15μm像元距离为例，离子注入区直径只有像元距离一半，其有效利用面积只有1/4；10μm像元距离情况下，有效利用面积可能只有10％左右。另一方面，过小的离子注入面积，使得PN结能采集的光电信号十分微弱，导致焦平面阵列探测器信噪比太低，难以满足性能需求。

目前，急需开发出一种焦平面阵列探测器，可以解决现有技术中相邻像元的PN结容易串音、像元的有效利用面积小所导致的采集的光电信号微弱，信噪比太低的技术问题。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种焦平面阵列探测器，其目的在于解决相邻像元的PN结容易串音、像元的有效利用面积小导致采集的光电信号微弱，信噪比太低的技术问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种焦平面阵列探测器，包括外延层，所述外延层的下表面设置有多个凹陷的第一掺杂区，所述外延层与所述第一掺杂区的交界面为第一PN结，相邻的所述第一PN 结之间开设有像元孔；

所述外延层的下表面覆盖有第一钝化膜，位于所述第一掺杂区表面的第一钝化膜开设有第一接触孔，位于所述像元孔表面的第一钝化膜的正中间开设有第二接触孔；

所述第一接触孔与所述第二接触孔内分别填充有第一铟凸点与第二铟凸点，所述第一铟凸点与所述第二铟凸点突出所述外延层；

所述外延层的上表面设置有多个凹陷的第二掺杂区，所述第二掺杂区与所述第二铟凸点一一对应连接，所述外延层与所述第二掺杂区的交界面为第二PN结。

优选地，所述第一铟凸点与所述第二铟凸点突出所述外延层部分的底部位于同一平面上。

优选地，在所述外延层的两侧具有垂直贯穿所述外延层的对位孔。

优选地，相邻的所述第一掺杂区与所述第二掺杂区在所述外延层的上表面的投影不重合。

优选地，所述外延层的上表面覆盖有第二钝化层。

优选地，还包括读出电路板和多个第三铟凸点，每个所述第一铟凸点与每个所述第二铟凸点突出所述外延层的部分分别连接一个所述第三铟凸点的一端，所述第三铟凸点的另一端与所述读出电路板相连。

按照本发明的另一方面，提供了一种焦平面阵列探测器的制备方法，包括如下步骤：

S1、在光敏衬底上覆盖外延层，在所述外延层的下表面形成凹陷的第一掺杂区，在相邻的所述第一掺杂区之间开设像元孔；