[发明专利]一种红外探测器件制备方法

说明书

本发明公开了一种红外探测器件制备方法，包括：根据预先确定的厚度和掺杂浓度在衬底上顺次生长第一电极层和吸收层；在所述吸收层上交替生长预设材料组合的势垒层；在所述势垒层上生长第二电极层；对完成生长的材料进行流片处理，制备高工作温度红外探测器件，本发明实施例通过预设材料组合的势垒层结构和器件刻蚀工艺，有效抑制红外探测器件存在较大的产生复合暗电流和表面漏电流的情况。

技术领域

本发明涉及红外探测器技术领域，尤其涉及一种红外探测器件制备方法。

背景技术

传统的器件无论是碲镉汞体系还是锑化铟体系，均需要工作在液氮温度77K下，温度升高，其暗电流噪声就会呈指数型增大，探测性能迅速变差。随着红外探测技术应用的不断拓展，提高红外探测系统工作温度的研究变得越来越受人们重视。提高红外探测系统工作温度可以带来诸多有益效果，首先，探测器组件的制冷需求就可以大大降低，进而实现探测组件体积和重量小型化、低功耗、低成本的目的；然后，组件达到工作温度的时间减少，可以满足某些应用场景下快速启动的要求；最后，提高探测器工作温度还能显著增加组件的寿命和可靠性。

采用势垒层结构是一种抑制器件暗电流，提高探测器工作温度的有效方法。势垒层结构本质上与p-n结二极管类似，不同之处在于其不能自发产生内建电场，需要在外加反偏电压下工作，此时的伏安特性与二极管的伏安特性类似，但其耗尽区可以集中在宽禁带宽度的势垒层，而不是窄禁带的吸收层中，因而大幅抑制了复合暗电流。

发明内容

本发明实施例提供一种红外探测器件制备方法，用以提高探测器的工作温度。

第一方面，本发明实施例提供一种红外探测器件制备方法，包括：

根据预先确定的厚度和掺杂浓度在衬底上顺次生长第一电极层和吸收层；

在所述吸收层上交替生长预设材料组合的势垒层；

在所述势垒层上生长第二电极层；

对完成生长的材料进行流片处理，以制备红外探测器件。

可选的，根据预先确定的厚度和掺杂浓度在衬底上顺次生长第一电极层和吸收层，包括：

根据预先确定的厚度和掺杂浓度使用分子束外延法在衬底上顺次生长第一电极层和吸收层。

可选的，在所述吸收层上交替生长预设材料组合的势垒层，包括：

通过预先确定的单层材料生长时间和材料组合的比例控制所述材料组合交替生长的层数，直至满足所述材料组合的厚度。

可选的，预先确定单层材料生长时间，包括：

选取所述材料组合中的一种在实验片上生长；

根据生长过程中材料衍射条纹的强度周期变化确定所述单层材料生长时间。

可选的，对完成生长的材料进行流片处理，包括：

通过饱和柠檬酸、磷酸、双氧水以及水根据指定配比配置腐蚀溶液；

通过所述腐蚀溶液对红外探测器件进行蚀刻。

可选的，所述势垒层材料组合为AlSb材料和AlAs材料的组合。

可选的，所述势垒层厚度范围为100-250nm，所述势垒层材料组合中AlAs材料不掺杂，AlSb材料的掺杂浓度为1×10¹⁶cm^-3。

可选的，所述第一电极层采用InAs_0.91Sb_0.09材料，所述第一电极层的厚度范围为0.4μm-0.6μm，所述第一电极层的掺杂浓度大于1×10¹⁷cm^-3。