[发明专利]一种具有双波段吸收增强功能的II类超晶格红外探测器及其制备方法

权利要求书

1.一种具有双波段吸收增强功能的II类超晶格红外探测器，其特征在于，包括以下结构：衬底层；缓冲层，外延于所述衬底层上；电极I、呈光栅阵列状的II类超晶格层，均设置在所述缓冲层上；电极II，设置在所述呈光栅阵列状的II类超晶格层上任一边缘处；金属膜层，设置在所述电极I、电极II上表面和所述II类超晶格层中光栅上表面及光栅之间；

所述II类超晶格层中光栅阵列周期P为2-5μm，占空比50-70％；

所述II类超晶格层由下往上依次由P掺杂层、本征中波吸收层、本征长波吸收层、N掺杂层和接触层层叠组成；所述P掺杂层厚度为500-800nm，材质为Be掺杂P型InAs/GaSb，掺杂浓度为1-2×10¹⁸/cm³；所述本征中波吸收层厚度为1-2μm，材质为InAs/GaSb，InAs和GaSb的厚度比为1:1；所述本征长波吸收层厚度为1-2μm，材质为InAs/GaSb，InAs和GaSb的厚度比为7:4；所述N掺杂层厚度为300-500nm，材质为Si掺杂InAs/GaSb，掺杂浓度为1-2×10¹⁸/cm³；所述接触层厚度为25-50nm，材质为Si掺杂InAs，掺杂浓度为1-2×10¹⁸/cm³。

2.如权利要求1所述的一种具有双波段吸收增强功能的II类超晶格红外探测器，其特征在于，所述衬底层材质为GaSb，厚度为500-1000nm。

3.如权利要求1所述的一种具有双波段吸收增强功能的II类超晶格红外探测器，其特征在于，所述缓冲层材质为GaSb，厚度为800-1000nm。

4.如权利要求1所述的一种具有双波段吸收增强功能的II类超晶格红外探测器，其特征在于，所述电极I和电极II均由下往上依次由Ti层、Pt层和Au层层叠组成，所述Ti层、Pt层和Au层的厚度依次为50-100nm、50-100nm、和100-300nm。

5.如权利要求1所述的一种具有双波段吸收增强功能的II类超晶格红外探测器，其特征在于，所述金属膜层材质为Au、Ag、Al或Cu中的一种，厚度为100-300nm。

6.权利要求1-5任一项所述的一种具有双波段吸收增强功能的II类超晶格红外探测器的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)在衬底上外延生长缓冲层，然后在所述缓冲层上依次外延生长P掺杂层、本征中波吸收层、本征长波吸收层、N掺杂层和接触层；

(2)利用紫外光刻将单元台面掩膜图案转移到所述接触层上，随后通过湿法刻蚀至所述缓冲层，制得II类超晶格单元台面；

(3)依次通过电子束光刻和湿法刻蚀，将II类超晶格单元台面加工成光栅阵列；

(4)依次通过紫外光刻、磁控溅射在所述缓冲层上制备电极I，在呈光栅阵列状的II类超晶格层上任一边缘处制备电极II；

(5)通过电子束蒸镀在所述电极I、电极II上表面和所述光栅上表面及光栅之间沉积金属膜层。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述湿法刻蚀具体为：于刻蚀液中，在30-35℃，15-20r/min条件下刻蚀3-5min，所述刻蚀液由质量分数为95-99％的柠檬酸水溶液、质量分数为85-95％的磷酸和质量分数为30-40％的双氧水按体积比4-6:1:1混合而成。

8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤(3)中，所述湿法刻蚀具体为：于刻蚀液中，在30-35℃，15-20r/min条件下刻蚀10-30min，所述刻蚀液由质量分数为95-99％的柠檬酸水溶液、质量分数为85-95％的磷酸和质量分数为30-40％的双氧水按体积比4-6:1:1混合而成。