[发明专利]GaSb焦平面红外探测器的制备方法及GaSb焦平面红外探测器

说明书

本发明提供了一种GaSb焦平面红外探测器的制备方法及GaSb焦平面红外探测器，其中，该制备方法包括：在GaSb衬底上光刻制备对准标记，得到带有对准标记的GaSb衬底；在带有对准标记的GaSb衬底表面光刻制备焦平面阵列，并曝露焦平面阵列像元区域，并对像元区域进行掺杂；在像元区域及GaSb衬底上分别制备欧姆接触电极，并制备与欧姆接触电极发生互联的铟柱；将带有铟柱的GaSb衬底与读出电路实现电性连接，制备得到GaSb焦平面红外探测器。

技术领域

本发明涉及红外探测器技术领域，更具体地涉及一种低噪声GaSb焦平面红外探测器制备方法及GaSb焦平面红外探测器。

背景技术

红外探测器是一种能将不可见的红外辐射转化为可测量信号的光敏器件，它在军事、气象、工业、环境科学以及医疗诊断等领域都具有广泛的应用。其中，短波红外探测器主要是指在1-3μm波段范围内响应，其广泛应用于夜视、对地遥感、安全监控等军、民用领域。目前短波红外光电探测器使用的材料体系主要有InAs/GaSb超晶格、InP/InGaAs等。但是，现有技术方案均需要使用MBE外延构建PN结，实现光电探测，大大增加了产品成本，降低了产品的产出率和均匀性。

同时，使用外延材料制备的焦平面探测器，在焦平面制备过程中，需要通过腐蚀或者刻蚀的手段，实现台面制备，从而构建高像素面阵。但是，这一过程在器件中引入了大量的台面侧壁，导致了表面态暗电流的大大增加，从而使得器件噪声增大。如果想获得更低的噪声，则需要通过其他方案，例如降低器件工作温度，来实现。但是无论使用哪种方案，都大大的提高了焦平面探测器的制备成本，增加了工作难度。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种GaSb焦平面红外探测器的制备方法及GaSb焦平面红外探测器，在红外探测器的表面，以局部扩散或离子注入的方式，构建PN结，无需台面刻蚀即可实现大面阵焦平面的制备，大大降低了器件的噪声，以解决上述技术问题。

为了实现上述目的，一方面，本发明提供了一种GaSb焦平面红外探测器的制备方法，包括：在GaSb衬底上光刻制备对准标记，得到带有对准标记的GaSb衬底；在带有对准标记的GaSb衬底表面光刻制备焦平面阵列，并曝露焦平面阵列像元区域，并对像元区域进行掺杂；在像元区域及GaSb衬底上分别制备欧姆接触电极，并制备与欧姆接触电极发生互联的铟柱；将带有铟柱的GaSb衬底与读出电路实现电性连接，制备得到GaSb焦平面红外探测器。

根据本发明的实施例，其中，GaSb衬底为N型或P型；掺杂工艺包括离子注入或扩散工艺；掺杂方式为P型掺杂或N型掺杂。

根据本发明的实施例，其中，GaSb衬底为N型，对像元区域进行P型掺杂，提供空穴，构建PN结；P型掺杂材料包括以下至少之一：Mg、Zn、Be。

根据本发明的实施例，其中，GaSb衬底为P型，对像元区域进行N型掺杂，提供电子，构建PN结；N型离子注入材料包括以下至少之一：S、O、P。

根据本发明的实施例，其中，焦平面阵列在GaSb衬底上制备，包括掺杂的像元区域和非掺杂的GaSb衬底区域，掺杂的像元区域和非掺杂的GaSb衬底区域处于同一个二维平面。

根据本发明的实施例，其中，PN结通过掺杂的像元区域与非掺杂GaSb衬底区域的交界处形成。

根据本发明的实施例，其中，每个相邻的掺杂的像元区域由未掺杂的GaSb衬底隔开。

根据本发明的实施例，其中，欧姆接触电极材料包括以下至少之一：Ti、Pt、Au、Cu、Ni。

根据本发明的实施例，其中，制备欧姆电极和铟柱的方法包括以下至少之一：电子束蒸发沉积、磁控溅射、蒸镀。

另一方面，本发明还提供了一种上述制备方法制备得到的GaSb焦平面红外探测器。

从上述技术方案可以看出，本发明提供的高分子复合材料及其制备方法具有以下有益效果：