[实用新型]一种集成光伏电池结构的红外探测器

说明书

一种集成光伏电池结构的红外探测器，包括衬底，所述衬底上由下至上依次设置有缓冲层，下电极接触层，探测器结构层，共电极接触层，光伏电池结构层，上电极接触层。本实用新型生产工艺简单，集成度高；由于集成的光伏电池结构本身所具有吸收特定波段光的能力，通过设计不同禁带宽度的光伏电池结构，吸收不同波段光波，起到了滤波器的作用，可以将红外探测器的干扰信号光充分吸收，降低其对红外探测的影响。同时，集成的光伏电池产生的光生电动势可以作为红外探测器工作时的反向偏置电压加载于红外探测器，提高了红外探测器的灵敏度并降低了其能耗。

技术领域

本实用新型涉及半导体探测器领域，尤其是一种集成光伏电池结构的红外探测器。

背景技术

半导体红外探测器是红外技术的核心，它的发展水平直接制约着红外技术的应用。在军事方面，以行扫描仪为代表的红外热成像技术的实现，解决了军事侦察和空间遥感、跟踪、夜视等重大问题。在海湾战争中，红外波长的预警、制导和前视等装备和武器发挥了重要作用。在民用领域，红外探伤红外测温目前已广泛应用到生产控制当中；红外夜视、红外报警系统在交通运输和安全保卫方面发挥着举足轻重的作用。为了使红外辐射分解成单色辐射，就需要适用于红外的“棱镜”，为了改变投射到探测器上的辐射通量的值和光谱成分，通常需要采用所谓的滤光器，而目前大部分红外滤光器都是独立在红外探测器芯片之外的分立器件，工艺复杂，另外，半导体红外探测器在实际工作中，均需要外电路给予其一定的反向偏置电压。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种集成光伏电池结构的红外探测器。

本实用新型的技术方案在于：一种集成光伏电池结构的红外探测器，包括衬底，所述衬底上由下至上依次设置有缓冲层，下电极接触层，探测器结构层，共电极接触层，光伏电池结构层，上电极接触层。

进一步地，所述衬底的材质为GaAs或InP。

进一步地，所述缓冲层的材质与衬底相同，厚度为200nm-2000nm。

进一步地，所述下电极接触层为重掺杂层，掺杂浓度大于5×10¹⁸cm^-3，其厚度为50nm-2000nm。

进一步地，所述探测器结构层由下至上依次是光吸收层、过渡层、电荷层、倍增层。所述光吸收层的厚度为500nm-3500nm，过渡层的厚度为0nm-300nm，电荷层的厚度为0nm-1000nm，倍增层的厚度为0-1500nm。

进一步地，所述共电极接触层包括设置于其顶部的光伏电池电极接触层与设置于其底部的探测器电极接触层，所述光伏电池电极接触层与探测器电极接触层的极性相反，所述光伏电池电极接触层与探测器电极接触层之间还设置有外延生长中的材料层与器件工艺中的键合层。

进一步地，所述光伏电池结构层包括一个或多个子光伏电池结构，子光伏电池结构包括发射层、基区吸收层、背场层、窗口层。

进一步地，所述上电极接触层为光伏电池的上电极接触层。

进一步地，所述子光伏电池结构中的基区吸收层的禁带宽度大于探测器结构层中的光吸收层的禁带宽度。

与现有技术相比较，本实用新型具有以下优点：本实用新型生产工艺简单，集成度高；由于集成的光伏电池结构本身所具有吸收特定波段光的能力，通过设计不同禁带宽度的光伏电池结构，吸收不同波段光波，起到了滤波器的作用，可以将红外探测器的干扰信号光充分吸收，降低其对红外探测的影响。同时，集成的光伏电池产生的光生电动势可以作为红外探测器工作时的反向偏置电压加载于红外探测器，提高了红外探测器的灵敏度并降低了其能耗。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；