[发明专利]3～5μm红外波段雪崩光电二极管探测器及其制作方法

权利要求书

1.一种3～5μm红外波段雪崩光电二极管探测器，包括自上而下叠置的减反膜层、P⁺型InSb电极接触层、吸收层、倍增层和N⁺型Si衬底，其中，

所述吸收层和所述倍增层分别是InSb/Si键合晶片中的N型InSb层和P型外延Si层。

2.根据权利要求1所述的3～5μm红外波段雪崩光电二极管探测器，其中，

所述N型InSb层的厚度为2～6μm，所述P型外延Si层的厚度为0.7～2μm。

3.根据权利要求2所述的3～5μm红外波段雪崩光电二极管探测器，其中，

所述N型InSb层的掺杂浓度为1×10¹⁴cm^-3～1×10¹⁵cm^-3，所述P型外延Si层的掺杂浓度为1×10¹⁶cm^-3～1×10¹⁷cm^-3。

4.根据权利要求2所述的3～5μm红外波段雪崩光电二极管探测器，其中，

所述减反膜层为SiO、ZnS的单层，或者是SiO与ZnS的多层结合层。

5.根据权利要求2所述的3～5μm红外波段雪崩光电二极管探测器，其中，

在所述N⁺型Si衬底的背面形成有N电极，在所述P⁺型InSb电极接触层的表面以围着所述减反膜层的方式形成有P电极。

6.一种3～5μm红外波段雪崩光电二极管探测器的制作方法，包括以下步骤：

准备InSb/Si键合晶片的步骤A，其通过将N型InSb衬底与在N⁺型Si衬底形成的P型外延Si层进行直接键合，而形成所述InSb/Si键合晶片，所述InSb/Si键合晶片中的P型外延Si层作为所述红外波段雪崩光电二极管探测器的倍增层；

形成P⁺型InSb电极接触层的步骤B，其通过对所述InSb/Si键合晶片中的N型InSb层进行减薄而后进行扩散来形成所述P⁺型InSb电极接触层，与所述P⁺型InSb电极接触层接触的N型InSb层作为所述红外波段雪崩光电二极管探测器的吸收层；

形成减反膜层的步骤C，其通过蒸镀而在所述P⁺型InSb电极接触层上形成所述减反膜层。

7.根据权利要求6所述的3～5μm红外波段雪崩光电二极管探测器的制作方法，其中，

所述步骤A具有：

子步骤A1，在所述N⁺型Si衬底上通过外延生长而形成P型外延Si层；

子步骤A2，对在所述N⁺型Si衬底形成有所述P型外延Si层的Si片进行试剂清洗，对所述N型InSb衬底进行试剂清洗；

子步骤A3，将清洗干净的N型InSb衬底与在N⁺型Si衬底形成的P型外延Si层向内进行贴合，而后将贴合后的两衬底置于真空键合机内进行热处理，以完成N型InSb层/P型外延Si层的真空键合，来形成所述InSb/Si键合晶片。