焦平面红外探测器芯片、探测器和制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113130676A(43)申请公布日2021.07.16(21)申请号202110416974.8G01J5/22(2006.01)(22)申请日2021.04.16(71)申请人中国科学院半导体研究所地址100083北京市海淀区清华东路甲35号(72)发明人郝宏玥徐应强牛智川王国伟蒋洞微(74)专利代理机构中科专利商标代理有限责任公司11021代理人刘歌(51)Int.Cl.H01L31/0232(2014.01)H01L31/109(2006.01)H01L27/144(2006.01)H01L31/18(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图3页(54)发明名称焦平面红外探测器芯片、探测器和制备方法(57)摘要本发明公开了一种焦平面红外探测器芯片，包括：接触层，接触层上设置有第一欧姆接触电极和像元阵列；陷光结构阵列，设置在接触层的下面；其中，像元阵列的每一个像元上设置有第二欧姆接触电极，每一个第二欧姆接触电极上设置有铟柱，铟柱与读出电路连接，像元阵列、接触层和第一欧姆接触电极的掺杂类型相同，接触层和第二欧姆接触电极形成PN结。本发明公开的焦平面红外探测器芯片提高样品的吸收率，吸收谱覆盖可见至短波红外波段，提高了探测器芯片的响应波段。本发明还公开了一种焦平面红外探测器芯片的制备方法和一种焦平面红外探测器。CN113130676ACN113130676A权利要求书1/1页1.一种焦平面红外探测器芯片，其特征在于，包括：接触层，所述接触层上设置有第一欧姆接触电极和像元阵列；陷光结构阵列，设置在所述接触层的下面；其中，所述像元阵列的每一个像元上设置有第二欧姆接触电极，每一个所述第二欧姆接触电极上设置有铟柱，所述铟柱与读出电路连接，所述像元阵列、所述接触层和所述第一欧姆接触电极的掺杂类型相同，所述接触层和所述第二欧姆接触电极形成PN结。2.根据权利要求1所述的芯片，其特征在于，所述陷光结构阵列、所述接触层和所述像元阵列的材质为锑化镓。3.根据权利要求1或2所述的芯片，其特征在于，所述像元与所述第二欧姆接触电极之间设置有吸收层，所述吸收层的材质为锑化镓。4.一种焦平面红外探测器，其特征在于，包括如权利要求1至3任一所述的焦平面红外探测器芯片，所述焦平面红外探测器的响应波段为500nm～1740nm。5.一种焦平面红外探测器芯片的制备方法，其特征在于，包括：构建PN结结构；在所述PN结结构上表面制备像元阵列；在所述PN结结构上表面制备欧姆接触电极；分别在所述欧姆接触电极和读出电路上制备铟柱，将所述欧姆接触电极和所述读出电路通过所述铟柱进行互联；在所述PN结结构下表面制备陷光结构阵列。6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述构建PN结结构包括：在N型GaSb衬底上外沿P型GaSb接触层；或者在P型GaSb衬底上外沿N型GaSb接触层；或者在GaSb衬底上外沿P型GaSb接触层，在所述P型GaSb接触层上外沿N型GaSb接触层；或者在GaSb衬底上外沿N型GaSb接触层，在所述N型GaSb接触层上外沿P型GaSb接触层。7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述在所述PN结结构上表面刻蚀像元阵列之后还包括：对所述像元阵列表面进行钝化，所述钝化包括阳极氧化或阳极硫化。8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，在像元阵列的像元处和接触层处进行钝化层表面开孔图形转移，去除欧姆接触所在位置的钝化层，将欧姆接触区域转移至所述PN结结构上表面，进行金属沉积和剥离工艺，用以制备欧姆接触电极。9.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述在所述PN结结构下表面制备陷光结构阵列之前还包括：对所述PN结结构下表面进行物理磨抛与化学腐蚀。10.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，通过光刻或电子束曝光微结构阵列，利用刻蚀或湿法腐蚀来制备所述像元阵列。2CN113130676A说明书1/6页焦平面红外探测器芯片、探测器和制备方法技术领域[0001]本发明涉及红外探测器技术领域，尤其是涉及一种焦平面红外探测器芯片、探测器和制备方法。背景技术[0002]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0.7～2.5μm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，具有低成本、小尺寸、制冷功耗低等优势。在此基础上，如果能将响应范围扩展至可见光波段，则在卫星遥感影像数据等方面具有突破性的意义。[0003]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。InAs/GaSb超晶格结构具