一种抗辐照加固单光子探测器及其制备方法与流程

1.本发明涉及光电探测技术领域，尤其涉及一种抗辐照加固单光子探测器及其制备方法。


背景技术：

2.单光子探测器已广泛应用于航空航天、深空探测、卫星遥感、侦查导航等多个高科技领域。由于空间环境中充斥着大量电子、质子、γ射线、中子和重离子等多种辐射源，复杂的辐射环境与单光子探测器相互作用，极易引起单光子探测器产生辐射损伤，造成性能退化甚至失效。因此，对单光子探测器进行抗辐照加固至关重要。
3.目前，单光子探测器的抗辐照加固可以通过器件表面采用高介电常数（high-k）的介质材料，通过降低介质中电场强度来降低辐照产生的空穴数量，或者通过减少氧化层的厚度，以辐照产生的空穴在氧化层中的电荷积累量，或者通过在氧化层中预先掺杂或注入杂质，如氮、磷、氟、铝、砷等，主动引入电子陷阱，用来补偿空穴陷阱，以减少空穴的数量，从而降低辐照对单光子探测器的影响。
4.然而，上述几种抗辐照加固方式或者与常规的器件制备工艺不兼容，对单光子探测器的制造工艺要求高，或者以降低器件性能为代价无法兼顾器件光电探测性能和抗辐照性能。


技术实现要素：

5.基于此，本发明提供了一种抗辐照加固单光子探测器及其制备方法，以解决现有技术的不足。
6.第一方面，本发明提供一种抗辐照加固单光子探测器，抗辐照加固单光子探测器包括衬底、钝化层、雪崩层、补偿层、第一欧姆接触复合层和第二欧姆接触复合层；第二欧姆接触复合层、衬底和钝化层依次层叠设置，第一欧姆接触复合层包括第一接触电极和第一欧姆接触层，雪崩层和第一欧姆接触层均位于衬底内，雪崩层与第一欧姆接触层朝向第二欧姆接触复合层的一面连接；第一接触电极与钝化层同层设置，且第一接触电极与第一欧姆接触层连接；补偿层位于衬底内，补偿层围绕在第一欧姆接触层的周侧，补偿层背离第二欧姆接触复合层的一面与钝化层接触，补偿层用于预补偿辐照在衬底中感应的电荷。
7.在一种可能的实现方式中，本发明提供的抗辐照加固单光子探测器，衬底为p型衬底，补偿层为p型补偿层；或者，衬底为n型衬底，补偿层为n型补偿层。
8.在一种可能的实现方式中，本发明提供的抗辐照加固单光子探测器，第一欧姆接触复合层为p型第一欧姆接触复合层，第二欧姆接触复合层为n型第二欧姆接触复合层；或者，第一欧姆接触复合层为n型第一欧姆接触复合层，第二欧姆接触复合层为p型第二欧姆接触复合层。
9.在一种可能的实现方式中，本发明提供的抗辐照加固单光子探测器，第二欧姆接
触复合层包括第二欧姆接触层和第二接触电极，第二欧姆接触层位于衬底和第二接触电极之间。
10.在一种可能的实现方式中，本发明提供的抗辐照加固单光子探测器，还包括增透层，增透层与钝化层同层设置，钝化层上具有凹槽，第一欧姆接触层和增透层均位于凹槽内，且部分第一欧姆接触层经增透层与第一接触电极连接。
11.还包括保护层，保护层位于衬底内，保护层背离第二欧姆接触层的一面与钝化层接触，保护层围绕在第一欧姆接触层的周侧。
12.在一种可能的实现方式中，本发明提供的抗辐照加固单光子探测器，还包括加固层，加固层覆盖在第一接触电极背离衬底的一面。
13.第二方面，本发明还提供一种抗辐照加固单光子探测器的制备方法，方法包括：在衬底上形成钝化层；在衬底内形成雪崩层；在衬底内形成补偿层，其中，补偿层围绕在雪崩层的周侧；在雪崩层上形成第一欧姆接触层，其中，第一欧姆接触层位于衬底内；在第一欧姆接触层上形成第一接触电极，其中，第一接触电极与钝化层同层设置；在衬底背离钝化层的一面形成第二欧姆接触复合层。
14.在一种可能的实现方式中，本发明提供的抗辐照加固单光子探测器的制备方法，第二欧姆接触复合层包括第二欧姆接触层和第二接触电极，在衬底背离钝化层的一面形成第二欧姆接触复合层包括：在衬底背离钝化层的一面上形成第二欧姆接触层；在第二欧姆接触层上形成第二接触电极。
15.在一种可能的实现方式中，本发明提供的抗辐照加固单光子探测器的制备方法，在衬底内形成补偿层之后，以及在雪崩层上形成第一欧姆接触层之前还包括：在衬底内形成保护层，其中，保护层围绕在第一欧姆接触层的周侧，且保护层背离第二欧姆接触层的一面与钝化层接触；在雪崩层上形成第一欧姆接触层之后，以及在第一欧姆接触层上形成第一接触电极之前包括：在第一欧姆接触层上形成增透层，其中，增透层与钝化层同层设置。
16.在一种可能的实现方式中，本发明提供的抗辐照加固单光子探测器的制备方法，在第二欧姆接触层上形成第二接触电极之后，或者在第一欧姆接触层上形成第一接触电极之后，包括：在第一接触电极上形成加固层。
17.本发明实施例的抗辐照加固单光子探测器及其制备方法，抗辐照加固单光子探测通过设置衬底用于给雪崩层等提供支撑，通过设置第一欧姆接触复合层和第二欧姆接触复合层用于与抗辐照加固单光子探测器的偏置电路连接，以给抗辐照加固单光子探测器施加偏压，通过设置雪崩层用于将微弱的光子信号转换成较强的电信号输出，通过设置钝化层用于提高抗辐照加固单光子探测器的可靠性。抗辐照加固单光子探测器受到辐照时，钝化层中的正电荷感应衬底中的负电荷，通过在衬底内设置补偿层，以使补偿层中的正电荷可以与在衬底中感应的负电荷相互补偿，以降低辐照引起的衬底反型的难度，从而减小反型
电场导致的漏电和抑制抗辐照加固单光子探测器的暗电流，且补偿层不会降低抗辐照加固单光子探测器的响应速度。由此，抗辐照加固单光子探测器的抗辐照加固效果明显和光电探测性能较好，且结构简单。
附图说明
18.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1为本发明实施例提供的抗辐照加固单光子探测器的结构示意图；图2为图1中和现有技术中单光子探测器受到辐照后的暗电流-反向电压测试结果图；图3为本发明实施例提供的抗辐照加固单光子探测器的制备方法的流程图一；图4为本发明实施例提供的抗辐照加固单光子探测器的制备方法的流程图二；图5为本发明实施例提供的抗辐照加固单光子探测器的制备方法的流程图三；图6为本发明实施例提供的抗辐照加固单光子探测器的制备方法的流程图四；图7为本发明实施例提供的抗辐照加固单光子探测器的制备方法的流程图五。
20.附图标记说明：100-衬底；200-钝化层；300-雪崩层；400-补偿层；500-第一欧姆接触复合层；510-第一接触电极；520-第一欧姆接触层；600-第二欧姆接触复合层；610-第二接触电极；620-第二欧姆接触层；700-增透层；800-保护层；900-加固层。
具体实施方式
21.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的优选实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的部件或具有相同或类似功能的部件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
22.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应作广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或者两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，
可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
23.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或者位置关系为基于附图的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或者暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
24.本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”（如果存在）是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
25.此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或显示器不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或显示器固有的其它步骤或单元。
26.单光子探测器已广泛应用于航空航天、深空探测、卫星遥感、侦查导航等多个高科技领域。硅是较常见的半导体材料，具有完整的晶格结构及高的电子和空穴电离系数比，成本低、制备工艺成熟，是目前单光子探测器的常用材料。在空间环境中充斥着大量电子、质子、γ射线、中子和重离子等多种辐射源，复杂的辐射环境与单光子探测器相互作用，极易引起单光子探测器产生辐射损伤，造成性能退化甚至失效。这主要是因为当高能射线照射到单光子探测器的表面时，单光子探测器的表面发生电离产生电子-空穴对。外加正向偏压时，电子在电场的作用下朝向正电极输运，被迅速扫出氧化层，而在氧化层中空穴的迁移率小于电子，迁移率小的空穴通过在氧化层内的浅能级陷阱进行极化跳跃传输，在传输过程中部分空穴会被深能级陷阱俘获形成固定氧化层正电荷，固定氧化层正电荷的存在会在硅表面感应负电荷，而负电荷的积累会引起硅衬底反型，耗尽区电场展宽形成漏电通道，导致单光子探测器暗电流等噪声增加。因此，对单光子探测器进行抗辐照加固至关重要。
27.目前，单光子探测器的抗辐照加固可以通过器件表面采用高介电常数（high-k）的介质材料，通过降低介质中电场强度来降低辐照产生的空穴数量，或者通过减少氧化层的厚度，以辐照产生的空穴在氧化层中的电荷积累量，或者通过在氧化层中预先掺杂或注入杂质，如氮、磷、氟、铝、砷等，主动引入电子陷阱，用来补偿空穴陷阱，以减少空穴的数量，辐照感生的电子被电子陷阱俘获，而不会被扫出氧化层，从而降低辐照对单光子探测器的影响。然而，上述几种辐照加固方式或者与常规的器件制备工艺不兼容，对单光子探测器的制造工艺要求高，或者以降低器件性能为代价无法兼顾器件光电探测性能和抗辐照性能。因此，对于高场雪崩条件下工作的单光子探测器，上述几种加固方式的抗辐照效果不明显。
28.基于此，本发明提供了一种抗辐照加固单光子探测器及其制备方法，抗辐照加固单光子探测器的抗辐照加固效果明显和光电探测性能较好，且结构简单。
29.以下结合附图对本发明实施例提供的抗辐照加固单光子探测器及其制备方法的技术方案进行详细阐述。
30.本发明实施例提供的抗辐照加固单光子探测器包括衬底100、钝化层200、雪崩层300、补偿层400、第一欧姆接触复合层500和第二欧姆接触复合层600。
31.第二欧姆接触复合层600、衬底100和钝化层200依次层叠设置，第一欧姆接触复合
层500包括第一接触电极510和第一欧姆接触层520，雪崩层300和第一欧姆接触层520均位于衬底100内，雪崩层300与第一欧姆接触层520朝向第二欧姆接触复合层600的一面连接。
32.第一接触电极510与钝化层200同层设置，且第一接触电极510与第一欧姆接触层520连接。补偿层400位于衬底100内，补偿层400围绕在第一欧姆接触层520的周侧，补偿层400背离第二欧姆接触复合层600的一面与钝化层200接触，补偿层400用于预补偿辐照损伤在衬底100中感应的电荷。
33.在本发明中，衬底100是由半导体单晶材料制造而成的晶圆片，衬底100可以在抗辐照加固单光子探测器的制造过程中给钝化层200、雪崩层300、第一欧姆接触复合层500和第二欧姆接触复合层600、提供支撑和长晶的附着点。并且衬底100可以和功能材料形成异质结，参与实现抗辐照加固单光子探测器的功能。
34.其中，衬底100可以为硅衬底、砷化镓衬底、氮化镓衬底或者碳化硅衬底等，本发明实施例对此不加以限定。
35.由于抗辐照加固单光子探测器在工作时需要施加偏压，第一欧姆接触复合层500和第二欧姆接触复合层600用于与偏置电路连接，从而通过第一欧姆接触复合层500和第二欧姆接触复合层600给抗辐照加固单光子探测器施加正偏压或者负偏压。
36.第二欧姆接触复合层600、衬底100和钝化层200依次层叠设置，即衬底100位于第二欧姆接触复合层600和钝化层200之间，第一欧姆接触复合层500和第二欧姆接触复合层600位于衬底100相对的两侧。
37.具体的，第一欧姆接触复合层500包括第一欧姆接触层520和第一接触电极510，第一接触电极510用于与偏置电路连接，第一接触电极510与第一欧姆接触层520连接，第一欧姆接触层520与衬底100连接。由于硅衬底100和砷化镓衬底100等具有较高的表面态密度，而第一接触电极510通常采用铝、金、银或者镍等金属材料制成，衬底100直接与第一接触电极510连接会形成阻挡层，因此，在衬底100和第一接触电极510之间设置第一欧姆接触层520，以使第一欧姆接触层520获得较好的欧姆接触，以便于施加偏压时，以使第一欧姆接触层520的接触电阻较小，电流流过时，第一欧姆接触层520不会影响电压-电流特性。
38.雪崩层300是抗辐照加固单光子探测器发生雪崩倍增的区域，即本发明实施例提供的抗辐照加固单光子探测器是一种基于雪崩倍增效应以放大微弱光信号的光电探测器，当抗辐照加固单光子探测器被施加反偏压时，pn结耗尽层中的电场强度随偏压逐渐增加，当电场强度达到碰撞离化阈值时，会发生碰撞电离，产生大量电子-空穴对，这些电子-空穴对本身又将经由碰撞电离产生更多的电子-空穴对，从而将微弱的光子信号转换成较强的电信号输出。
39.应该理解的是，雪崩层300可以为p型雪崩层，第一欧姆接触层520可以为n型第一欧姆接触层，pn结耗尽层为p型雪崩层和n型第一欧姆接触层的交界处的空间电荷区。
40.钝化层200可以增强抗辐照加固单光子探测器对外来离子的阻挡能力，控制和稳定抗辐照加固单光子探测器表面的电特性，以及防止单光子探测器发生机械损伤和化学损伤，从而提高抗辐照加固单光子探测器的可靠性。其中，钝化层200的厚度可以为200nm-1um，钝化层200可以为二氧化硅钝化层或者氮化硅钝化层，二氧化硅钝化层或者氮化硅钝化层中可以进行掺杂，也可以不进行掺杂，本实施例对此不加以限定。
41.由于抗辐照加固单光子探测器在受到辐照时，钝化层200中会产生正电荷，正电荷
会感应衬底100的负电荷，并且随着辐照时间的推移，衬底100感应的负电荷会不断积累，从而导致漏电增大，对抗辐照加固单光子探测器的性能具有负面影响。
42.通过在衬底100内设置补偿层400，补偿层400可以提供正电荷，即在衬底100内预埋正电荷，当抗辐照加固单光子探测器受到辐照时，衬底100感应出负电荷，预埋的正电荷和衬底100感应的负电荷可以相互补偿，正负相抵，即使随着辐照时间不断加长，衬底100感应的负电荷也能不断地和补偿层400的正电荷相互补偿，以降低辐照对衬底100的影响，即降低衬底100感应负电荷引起衬底100反型的难度，从而减小反型电场导致的漏电和抑制抗辐照加固单光子探测器在受到辐照时产生暗电流。
43.在生产时，只需要在衬底100内采用注入或者扩散等掺杂工艺掺杂硼或磷等元素，即可形成补偿层400，抗辐照加固单光子探测器结构和制造工艺较简单，便于采用现有的工艺进行加工制造，与现有制造工艺相兼容，适于产业推广。并且，与现有技术中的抗辐照加固方式相比，本发明实施例提供的抗辐照加固单光子探测器虽然引入了补偿层，以增强抗辐照加固单光子探测器的抗辐照性能，从而降低辐照对抗辐照加固单光子探测器的损伤，但是补偿层不会增加抗辐照加固单光子探测器的电容，这样，抗辐照加固单光子探测器的响应速度不会因为在衬底内设置补偿层而降低，从而保证了抗辐照加固单光子探测器的光电探测性能，由此，本发明实施例的抗辐照加固单光子探测器兼具有光电探测性能较好和抗辐照性能较好的优点，以及与现有制造工艺兼容，便于制造加工的优点。
44.本发明实施例的抗辐照加固单光子探测器，通过设置衬底100用于给雪崩层300等提供支撑，通过设置第一欧姆接触复合层500和第二欧姆接触复合层600用于与抗辐照加固单光子探测器的偏置电路连接，以给抗辐照加固单光子探测器施加偏压，通过设置雪崩层300用于将微弱的光子信号转换成较强的电信号输出，通过设置钝化层200用于提高抗辐照加固单光子探测器的可靠性。抗辐照加固单光子探测器受到辐照时，钝化层200中的正电荷感应衬底100中的负电荷，通过在衬底100内设置补偿层400，以使补偿层400中的正电荷可以与在衬底100中感应的负电荷相互补偿，以降低辐照引起的衬底100反型的难度，从而减小反型电场导致的漏电和抑制抗辐照加固单光子探测器的暗电流，且补偿层400不会降低抗辐照加固单光子探测器的响应速度。由此，抗辐照加固单光子探测器的抗辐照加固效果明显和光电探测性能较好，且结构简单。
45.在一些实施方式中，衬底100为p型衬底，补偿层400为p型补偿层。即当硅衬底等衬底100中加入微量硼等三价元素形成p型衬底时，补偿层400也可通过掺杂工艺掺杂微量硼等三价元素以形成p型补偿层。
46.或者，在另一些实施方式中，衬底100为n型衬底，补偿层400为n型补偿层。即当硅衬底等衬底100中加入微量磷等五价元素形成n型衬底时，补偿层400也通过掺杂工艺掺杂微量磷等五价元素以形成n型补偿层。
47.应该理解的是，只要使补偿层400与衬底100中掺入的杂质类型相同，以使补偿层400预补偿衬底100感应的负电荷，而不对补偿层400和衬底100中掺入的杂质类型作出具体限定。
48.在一些实施例中，第一欧姆接触复合层500为p型第一欧姆接触复合层，第二欧姆接触复合层600为n型第二欧姆接触复合层。在这种方式中，衬底100、补偿层400和第一欧姆接触复合层500均为p型半导体材料制成，而第二欧姆接触复合层600为n型半导体材料制
成。
49.或者，在另一些实施例中，第一欧姆接触复合层500为n型第一欧姆接触复合层，第二欧姆接触复合层600为p型第二欧姆接触复合层。在这种方式中，衬底100、补偿层400和第一欧姆接触复合层500均为n型半导体材料制成，而第二欧姆接触复合层600为p型半导体材料制成。
50.这样，衬底100、补偿层400以及第一欧姆接触复合层500和第二欧姆接触复合层600连接形成pn型半导体结构。
51.参照图1所示，在一种可能的实现方式中,第二欧姆接触复合层600包括第二接触电极610和第二欧姆接触层620，第二欧姆接触层620位于衬底100和第二接触电极610之间。
52.第一接触电极510和第二接触电极610均用于与偏置电路连接，其中第一接触电极510和第二接触电极610中的一者为正电极，另一者为负电极，第二接触电极610与第二欧姆接触层620连接，第二欧姆接触层620与衬底100连接。由于硅衬底100和砷化镓衬底100等具有较高的表面态密度，而第二接触电极610通常采用铝、金、银或者镍等金属材料制成，衬底100直接与第二接触电极610连接会形成阻挡层，因此，在衬底100和第二接触电极610之间设置第二欧姆接触层620，以使第二欧姆接触层620获得较好的欧姆接触，以便于施加偏压时，以使第二欧姆接触层620的接触电阻较小，电流流过时，第二欧姆接触层620不会影响电压-电流特性。
53.其中，第一接触电极510和第二接触电极610的厚度可以为0.1nm-2um。第一欧姆接触层520可通过磷离子注入、扩散等掺杂工艺形成n型第一欧姆接触层，第二欧姆接触层620可通过硼离子注入、扩散等掺杂工艺形成p型第二欧姆接触层。或者，第一欧姆接触层520可通过硼离子注入、扩散等掺杂工艺形成p型第一欧姆接触层，第二欧姆接触层620可通过磷离子注入、扩散等掺杂工艺形成n型第二欧姆接触层。
54.参照图1所示，在一种可能的实现方式中，为了提高抗辐照加固单光子探测器的探测效率，本发明实施例提供的抗辐照加固单光子探测器还包括增透层700，增透层700与钝化层200同层设置，钝化层200上具有凹槽，第一欧姆接触层520和增透层700均位于凹槽内，且部分第一欧姆接触层520经增透层700与第一接触电极510连接。
55.增透层700可以增加入射光中目标波长的光的透射率，减小目标波长的光的反射率，由此，当光入射时，首先射入增透层700，更多的目标波长的光进入抗辐照加固单光子探测器内部，从而提高了目标波长的光的入射效率，然后入射光进入雪崩层300，进行雪崩倍增的过程。
56.为了通过第一接触电极510给雪崩层300施加偏压，部分第一欧姆接触层520经增透层700与第一接触电极510连接，从而使第一接触电极510通过第一欧姆接触层520和雪崩层300连接。
57.其中，增透层700可以为二氧化硅增透层或者氮化硅增透层。
58.由于本实施例的抗辐照加固单光子探测器是一种pn型半导体结构，在pn结制造过程中，由于结曲率不同，会导致曲率半径小的边缘区域电场集中，电场强度高于抗辐照加固单光子探测器光敏面处的平面结，进而导致边缘区域的击穿电压低于同等条件下的中心区域，从而导致单光子探测器发生提前击穿。为了抑制抗辐照加固单光子探测器的边缘发生提前击穿，本发明实施例提供的抗辐照加固单光子探测器还包括保护层800，保护层800位
于衬底100内，保护层800背离第二欧姆接触层620的一面与钝化层200接触，保护层800围绕在第一欧姆接触层520的周侧。这样，保护层800可以使得边缘区域的掺杂分布由突变式转变为渐变式分布，同时保护层800还增加了边缘结曲率，从而有效抑制抗辐照加固单光子探测器边缘击穿。
59.参照图1所示，在一种可能的实现方式中，本发明实施例提供的抗辐照加固单光子探测器，还包括加固层900，加固层900覆盖在第一接触电极510背离衬底100的一面。
60.其中，加固层900可以采用铝、钨、钽、铅等高原子序数的金属制成，通过在第一接触电极510背离衬底100的一面设置加固层900，以形成金属屏蔽，从而衰减入射的射线辐照，以提高抗辐照加固单光子探测器的抗辐照性能。
61.参照图2所示，通过分别对具有补偿层400的抗辐照加固单光子探测器和不具有补偿层400的单光子探测器进行辐照，具有补偿层400的抗辐照加固单光子探测器在受到100krad(si)辐照后，抗辐照加固单光子探测器产生的暗电流为a左右，而不具有补偿层400的单光子探测器在受到100krad(si)辐照后，单光子探测器产生的暗电流为a左右，由此可知，在衬底100内设置补偿层400可以有效抑制抗辐照加固单光子探测器受到辐照时产生的暗电流。
62.本发明实施例提供的抗辐照加固单光子探测器的工作模式既可以为盖革模式，也可以为线性模式。抗辐照加固单光子探测器的结构既可以为单管结构，也可以为线阵或面阵等阵列结构。抗辐照加固单光子探测器的pn结既可以是同型异质结，也可以是反型异质结。
63.参照图3所示，本发明实施例还提供一种抗辐照加固单光子探测器的制备方法，方法包括：s101、在衬底100上形成钝化层200。
64.为了便于说明，以衬底100为p型衬底为例进行说明，首先对p型衬底进行清洗等预处理，再通过干法、湿法或者磁控溅射等方式在p型衬底上沉积二氧化硅等材料，由此，在p型衬底上形成二氧化硅钝化层。
65.s102、在衬底100内形成雪崩层300。
66.在p型衬底上光刻形成雪崩层300的图形，并腐蚀二氧化硅钝化层，通过硼离子注入、扩散等掺杂工艺形成p型雪崩层，之后去除光刻胶。其中，硼离子的掺杂浓度可以为。
67.s103、在衬底100内形成补偿层400。
68.在p型衬底上光刻形成补偿层400的图形，并腐蚀二氧化硅钝化层，通过硼离子注入、扩散等掺杂工艺形成p型补偿层，之后去除光刻胶，以及氧化生长二氧化硅钝化层。其中，硼离子的掺杂浓度可以为。
69.s104、在雪崩层300上形成第一欧姆接触层520。
70.在p型衬底上光刻形成第一欧姆接触层520的图形，并腐蚀二氧化硅钝化层，通过磷离子注入、扩散等掺杂工艺形成n型第一欧姆接触层，之后去除光刻胶。其中，磷离子的掺杂浓度可以为。
71.s105、在第一欧姆接触层520上形成第一接触电极510。
72.通过磁控溅射或者电子束蒸发法生成第一金属电极层，在第一金属电极层上光刻形成第一接触电极510的图形，腐蚀第一金属电极层后，去除光刻胶，从而得到第一接触电极510。其中，第一接触电极510可以包括金、银、钛或铝中的一种或者多种金属，本实施例对此不加以限定。
73.s106、在衬底100背离钝化层200的一面形成第二欧姆接触复合层600。
74.参照图4所示，具体的，第二欧姆接触复合层600包括第二欧姆接触层620和第二接触电极610，在衬底100背离钝化层200的一面形成第二欧姆接触复合层600包括：s1061、在衬底100背离钝化层200的一面上形成第二欧姆接触层620。
75.在p型衬底背离二氧化硅钝化层的一面通过硼离子注入、扩散等掺杂工艺形成p型第二欧姆接触层。
76.s1062、在第二欧姆接触层620上形成第二接触电极610。
77.通过磁控溅射或者电子束蒸发法在第二欧姆接触层620形成第二接触电极610，其中，第二接触电极610可以包括金、银、钛或铝中的一种或者多种金属，本实施例对此不加以限定。
78.应该理解的是，上述制备方法中的衬底100还可以采用n型衬底，相应的，雪崩层300、补偿层400和第一欧姆接触层520均可以通过磷离子注入、扩散等掺杂工艺获得，第二欧姆接触层620可以通过硼离子注入、扩散等掺杂工艺获得。
79.参照图5所示，在一些实施方式中，在衬底100内形成补偿层400之后，以及在雪崩层300上形成第一欧姆接触层520之前还包括：s107、在衬底100内形成保护层800。
80.在p型衬底上光刻形成保护层800的图形，并腐蚀二氧化硅钝化层，通过磷离子注入、扩散等掺杂工艺形成n型保护层，之后去除光刻胶。其中，磷离子的掺杂浓度可以为。
81.参照图6所示，在一些实施方式中，在雪崩层300上形成第一欧姆接触层520之后，以及在第一欧姆接触层520上形成第一接触电极510之前包括：s108、在第一欧姆接触层520上形成增透层700。
82.在第一欧姆接触层520的表面通过热氧化生长二氧化硅，以形成二氧化硅增透层，之后在二氧化硅增透层上光刻形成引线孔图形，腐蚀二氧化硅增透层，以便于在二氧化硅增透层上形成第一接触电极，并使部分第一欧姆接触层520与第一接触电极510连接。
83.参照图4与图7所示，在一些实施例中，在第二欧姆接触层620上形成第二接触电极610之后，或者在第一欧姆接触层520上形成第一接触电极510之后，包括：s109、在第一接触电极510上形成加固层900。
84.可以通过化学气相沉积工艺在第一接触电极510表面沉积铝、钨、钽、铅等金属以形成加固层900。
85.关于数值和数值范围的：这里需要说明的是，本发明实施例涉及的数值和数值范围为近似值，受制造工艺的影响，可能会存在一定范围的误差，这部分误差本领域技术人员可以认为忽略不计。
86.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依
然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。