[实用新型]一种平面型铟镓砷焦平面探测器的PIN结结构

说明书

本实用新型涉及一种平面型铟镓砷焦平面探测器的PIN结结构，属于半导体结构技术领域。所述PIN结结构为控制InGaAs材料上N型InP层厚度为10nm～30nm；N型InP上位掩膜层；对掩膜层光刻表面图形化，去除掩膜层区域为二次外延生长区域，在二次外延区域上有一层掺杂Zn的P型InP层。具有所述PIN结结构的InGaAs焦平面探测器集合了台面型和平面型InGaAs焦平面探测器的优点，方法简单、串音小、光敏元可控、电流小、均匀性高、探测率高并且对人员所处环境要求低。

技术领域

本实用新型涉及一种平面型铟镓砷焦平面探测器的PIN结结构，属于半导体结构技术领域。

背景技术

短波红外铟镓砷(InGaAs)焦平面探测器具有无需在超高真空中工作、量子效率高、可靠性好、可常温工作、制备成本低等优点，同时，其光电响应信号可方便地进行输入、输出以及各种数据处理，具备信号的传递与分享能力，满足夜视装备向数字化、短波以及固态器件方向发展的需求，更符合现代战争信息化、网络化以及智能化的作战需求。

根据探测器的结构类型不同，目前InGaAs焦平面探测器主要分为平面型和台面型两类。对于台面型InGaAs焦平面探测器，需要通过刻蚀进行物理隔离形成相互独立的光敏元，所述结构的InGaAs焦平面探测器具有制备简单、串音低以及光敏面易定义等优点，但刻蚀带来的损伤及台面侧面的暴露会使器件的漏电增加，降低器件的可靠性，在很大程度上限制了器件探测率的提高。对于平面型InGaAs焦平面探测器，具有暗电流小、探测率高以及寿命长等优点，弥补了台面型InGaAs焦平面探测器的不足。目前平面型InGaAs焦平面探测器PIN 结的成结工艺主要是在InP衬底上依次生长InGaAs腐蚀停层、N型InP衬底层、InGaAs吸收层以及N型InP层，N型InP层厚度为200nm到300nm左右，其结构特点决定存在如下缺陷：不利于阻挡杂质离子锌向InGaAs吸收层里扩散、不利于二次外延P型InP的晶格匹配生长、器件暗电流效果不佳、P型浓度不易精确控制以及光敏元面积不易定义的问题，从而影响到PIN结的结构和质量。

发明内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种平面型铟镓砷焦平面探测器的 PIN结结构；所述结构通过对原有结构中最上层N型InP层的厚度进行控制，并在其上构建一层掩膜，经过常规表面图形化处理后，构建一层新型的P型InP 层，解决P型InP材料的设定区域生长，提高PIN结质量，降低铟镓砷器件暗电流。

为实现本实用新型的目的，提供以下技术方案。

一种平面型铟镓砷焦平面探测器的PIN结结构，所述结构是将现有平面型 InGaAs焦平面探测器的InGaAs吸收层上的N型InP层的厚度控制为 10nm～30nm；并在其上制备一层掩膜层，对掩膜层采用本领领域常规光刻表面图形化，然后进行刻蚀处理，获得刻蚀区域为去除掩膜层的二次外延生长区域，在二次外延生长区域上构建一层P型InP层，厚度为150nm～250nm。

所述N型InP层和P型InP层的生长均采用本领域常规InP层的生长方法，例如采用金属有机化合物化学气相沉淀(Metal-organic Chemical Vapor Deposition，MOCVD)进行InP层的生长。

有益效果

1.本实用新型提供了一种平面型铟镓砷焦平面探测器的PIN结结构，所述结构中，通过控制N型InP层的厚度控制为10nm～30nm，不仅能够阻挡杂质离子锌向InGaAs吸收层里扩散，而且利于二次外延P型InP的晶格匹配生长，达到降低器件暗电流的效果；

2.本实用新型提供了一种平面型铟镓砷焦平面探测器的PIN结结构，所述结构中，在N型InP层设置一层掩膜层对掩膜层采用本领领域常规光刻表面图形化处理后，获得刻蚀区域为去除掩膜层的二次外延生长区域，然后在刻蚀区域二次外延生长P型InP，达到铟镓砷焦平面探测器光敏元面积易定义的效果；