[发明专利]一种小尺寸像元量子阱红外焦平面光敏元芯片

摘要

本发明属于半导体光电子器件领域，具体涉及一种小尺寸像元量子阱红外焦平面光敏元芯片，包括自下而上的顺序依次设置的GaAs衬底、由在金薄膜中刻蚀出M×N个凹字型光栅孔，并在光栅孔中填充GaAs构成的透射光栅、n型GaAs下接触层、金/锗/镍合金公共下电极、M×N个像元、二氧化硅钝化层；像元包括自下而上的GaAs/AlGaAs多量子阱层、n型GaAs上接触层、金反射层、金/锗/镍合金上电极。本发明采用分子束外延方法和常规半导体工艺将凹字型光栅孔构成的透射光栅置于多量子阱层的底部，既提高了量子阱红外焦平面光敏元芯片的光耦合效率和探测率，又减小了像元的尺寸，提高了光敏元芯片的成像分辨率。

主权项

1.一种小尺寸像元量子阱红外焦平面光敏元芯片，其特征在于，在GaAs衬底上面有透射光栅，透射光栅的厚度为40～100nm，透射光栅是在金薄膜中刻蚀出M×N个凹字型光栅孔并在凹字型光栅孔中填充GaAs构成；透射光栅上面有n型GaAs下接触层，n型GaAs下接触层上面有M×N个像元，每个像元的边长为a，每个像元位于一个凹字型光栅孔的正上方；n型GaAs下接触层上面有金/锗/镍合金公共下电极，该金/锗/镍合金公共下电极是一环形电极，其环绕整个光敏元芯片，只在光敏元芯片边缘引出，作为光敏元芯片中所有像元的公共下电极；所述的像元由以下几部分构成：一GaAs/AlGaAs多量子阱层；一n型GaAs上接触层，该n型GaAs上接触层位于GaAs/AlGaAs多量子阱层之上；一金反射层，该金反射层位于n型GaAs上接触层之上；一金/锗/镍合金上电极，该金/锗/镍合金上电极位于金反射层之上；一二氧化硅钝化层，该二氧化硅钝化层位于n型GaAs下接触层、GaAs/AlGaAs多量子阱层、n型GaAs上接触层、金反射层、金/锗/镍合金上电极、金/锗/镍合金公共下电极的两侧。