[发明专利]一种硅掺杂铈元素红外探测器、制备方法及系统

权利要求书

1.一种硅掺杂铈元素红外探测器，其特征在于，包括：N型半导体和P型半导体，所述N型半导体为正方体结构，所述P型半导体为圆柱体结构，所述P型半导体设置在所述N型半导体上，所述P型半导体包含由上至下依次设置的镀铝电极、P型硅片和耗尽层，所述耗尽层与所述N型半导体接触，所述耗尽层内设置有1微米厚的铈离子注入层。

2.一种硅掺杂铈元素红外探测器的制备方法，其特征在于，包括：

通过离子注入的方法在硅片背面中注入砷元素作为二极管的N型半导体，并通过1000℃退火20s；

通过离子注入的方法在硅片正面注入硼元素作为二极管的P型半导体，再分向所述P型半导体的耗尽层注入五次铈元素，形成1微米厚的铈离子注入层，通过1050℃退火10s；

通过氢氟酸腐蚀掉所述硅片表面的二氧化硅，并将所述硅片放入真空镀膜仪中镀上正反面电极，取出后通过快速热退火炉360℃退火2mins；

采用黑蜡保护所述硅片的正面电极及整个所述硅片的背面，将所述硅片切割成一个个独立器件，磁力搅拌机上湿法刻蚀15mins形成圆柱形台面；

采用80℃氢氧化钾溶液浸泡2mins完成刻蚀表面抛光工作，去掉黑蜡得到探测器。

3.根据权利要求2所述的硅掺杂铈元素红外探测器的制备方法，其特征在于，所述砷元素采用30keV的能量注入元素，注入剂量为2.0x10¹⁵离子/平方厘米。

4.根据权利要求2所述的硅掺杂铈元素红外探测器的制备方法，其特征在于，所述硼元素采用30keV的能量注入元素，注入剂量为1.0x10¹⁵离子/平方厘米。

5.根据权利要求2所述的硅掺杂铈元素红外探测器的制备方法，其特征在于，所述铈元素依次采用2MV的能量注入元素，注入剂量为2.5×10¹³离子/平方厘米、采用1.4MV的能量注入元素，注入剂量为1.6×10¹³离子/平方厘米、采用0.95MV的能量注入元素，注入剂量为1.2×10¹³离子/平方厘米、采用0.6MV的能量注入元素，注入剂量为9×10¹²离子/平方厘米、采用0.35MV的能量注入元素，注入剂量为6×10¹²离子/平方厘米的顺序注入耗尽层。

6.根据权利要求2所述的硅掺杂铈元素红外探测器的制备方法，其特征在于，所述铈离子注入层体积密度为1.6×10¹⁶cm^-3。

7.一种硅掺杂铈元素红外探测器的制备系统，其特征在于，包括：

N型半导体制备模块，用于通过离子注入的方法在硅片背面中注入砷元素作为二极管的N型半导体，并通过1000℃退火20s；

P型半导体制备模块，用于通过离子注入的方法在硅片正面注入硼元素作为二极管的P型半导体，再分向所述P型半导体的耗尽层注入五次铈元素，形成1微米厚的铈离子注入层，通过1050℃退火10s；

电极镀入模块，用于通过氢氟酸腐蚀掉所述硅片表面的二氧化硅，并将所述硅片放入真空镀膜仪中镀上正反面电极，取出后通过快速热退火炉360℃退火2mins；

圆柱形台面制备模块，用于采用黑蜡保护所述硅片的正面电极及整个所述硅片的背面，将所述硅片切割成一个个独立器件，磁力搅拌机上湿法刻蚀15mins形成圆柱形台面；

探测器制备完成模块，用于采用80℃氢氧化钾溶液浸泡2mins完成刻蚀表面抛光工作，去掉黑蜡得到探测器。