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(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CN106328752A(43)申请公布日2017.01.11(21)申请号201610998192.9(22)申请日2016.11.14(71)申请人南通大学地址226019江苏省南通市啬园路9号(72)发明人邓洪海郭兴龙杨清华杨波王强马青兰邵海宝王志亮尹海宏黄静李毅李雪龚海梅(74)专利代理机构南京汇盛专利商标事务所(普通合伙)32238代理人吴静安(51)Int.Cl.H01L31/101(2006.01)H01L31/0352(2006.01)H01L31/0304(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称一种平面型侧向收集结构铟镓砷红外探测器芯片(57)摘要本发明公开了一种平面型侧向收集结构铟镓砷红外探测器芯片,包括N型InP衬底、N型InP层、铟镓砷本征吸收层、N型InP帽层、氮化硅扩散掩膜层、载流子侧向收集扩散阻挡区,扩散形成的PN结区和载流子侧向收集区;在光敏元四周生长单层Au形成P电极,在芯片表面淀积二氧化硅形成二氧化硅增透层,通过湿法腐蚀工艺打开P电极孔,依次生长Cr、Au形成加厚电极;所述载流子侧向收集扩散阻挡区至少有两个,形状为矩形,边长尺寸为5~10μm,线列或者面阵排列,中心距相同;所述P电极和加厚电极均为环形遮盖电极,内围尺寸相同。本发明减少了热扩散区域从而有效地减少了扩散热损伤,在保持光敏元响应均匀的同时降低器件的暗电流和盲元率。CN106328752ACN106328752A权利要求书1/1页1.一种平面型侧向收集结构铟镓砷红外探测器芯片,其特征在于:包括N型InP衬底和依次外延生长在衬底上的N型InP层、铟镓砷本征吸收层、N型InP帽层、氮化硅扩散掩膜层和氮化硅扩散掩膜层蚀刻形成的载流子侧向收集扩散阻挡区,相邻载流子侧向收集扩散阻挡区之间为子像元扩散窗口区,子像元扩散窗口区处经扩散形成子像元PN结区,载流子侧向收集扩散阻挡区下方未扩散区域形成载流子侧向收集区;在光敏元四周生长单层Au形成P电极,在芯片表面淀积二氧化硅形成二氧化硅增透层,通过湿法腐蚀工艺打开P电极孔,依次生长Cr、Au形成加厚电极;所述载流子侧向收集扩散阻挡区至少有两个,形状为矩形,边长尺寸为5~10μm,线列或者面阵排列,中心距相同;所述P电极和加厚电极均为环形遮盖电极,内围尺寸相同。2.根据权利要求1所述的平面型侧向收集结构铟镓砷红外探测器芯片,其特征在于:芯片背面设有抛光后淀积单层Au形成的N电极。3.根据权利要求1所述的平面型侧向收集结构铟镓砷红外探测器芯片,其特征在于:所述铟镓砷本征吸收层的厚度为1~3μm。4.根据权利要求1所述的平面型侧向收集结构铟镓砷红外探测器芯片,其特征在于:所述PN结区的PN结为浅结。2CN106328752A说明书1/3页一种平面型侧向收集结构铟镓砷红外探测器芯片技术领域[0001]本发明涉及红外探测器芯片,具体涉及一种平面型侧向收集结构铟镓砷红外探测器芯片。背景技术[0002]铟镓砷短波红外探测器可以在室温下工作,在民用、军事和航空航天领域具有广泛的应用前景。目前PIN铟镓砷探测器主要分为平面型和台面型两类。台面型器件由于侧面钝化困难,导致器件可靠性降低、暗电流较大,这在很大程度上限制了器件探测率的提高。平面型探测器作为铟镓砷探测器的主流结构,主要在n-InP/i-InGaAs/n-InP外延材料中采用Zn高温扩散的方法制备器件的PN结区,具有钝化容易、暗电流低、可靠性高等优点,非常适用于航空遥感领域。但此制备工艺在高温扩散的过程中使器件表面容易形成扩散热损伤,另外在后续的热处理过程中Zn及P元素的外扩散,这些因素增加了外延层中的缺陷密度,导致PN结性能变差,这在很大程度上限制了探测器暗电流和盲元率的进一步降低。发明内容[0003]本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供一种基于侧向收集结构的平面型铟镓砷探测器新结构,即通过增加载流子侧向收集区,减少外延材料的扩散热损伤,利用载流子的侧向收集效应达到降低器件的暗电流和盲元率的目的。[0004]上述目的是通过如下技术方案实现的:[0005]一种平面型侧向收集结构铟镓砷红外探测器芯片,包括N型InP衬底和依次外延生长在衬底上的N型InP层、铟镓砷本征吸收层、N型InP帽层、氮化硅扩散掩膜层和氮化硅扩散掩膜层蚀刻形成的载流子侧向收集扩散阻挡区,相邻载流子侧向收集扩散阻挡区之间为子像元扩散窗口区,子像元扩散窗口区处经扩散形成子像元PN结区,载流子侧向收集扩散阻挡区下方未扩散区域形成载流子侧向收集区;在光敏元四周生长单层Au形成P电极,在芯片表面淀积二氧化硅形成二氧化硅增透层,通过湿法腐蚀工艺打开P电极孔,依次生长Cr、Au形成加厚电极;所述载流子侧向