专利名称：一种细长型的碲镉汞单元探测器的制作方法
技术领域：
本专利涉及红外光电探测器技术，具体是指一种细长型的碲镉汞单元探测器，它 主要用于光学传递函数测量系统中。
背景技术：
碲镉汞是红外探测器的最佳材料，在上个世纪中期，碲镉汞光导探测器得到了巨 大的关注和发展。虽然目前碲镉汞器件的研究方向已经转向光伏探测器和焦平面探测器， 但是目前各国在空间遥感长波红外波段仍然采用碲镉汞光导探测器。如美国1999年发射 的卫星LANDSAT-7在10. 4 12. 5微米采用了碲镉汞光导探测器，美国2005年发射的最近 一颗极轨气象卫星N0AA-18在6. 52 14. 95微米采用的还是碲镉汞光导探测器。欧空局 2006年发射的卫星Metop-a在8. 26 15. 5微米采用的也是碲镉汞光导探测器。2006年 我国发射的风云二号卫星在长波也采用了碲镉汞光导探测器。这是因为在长波范围，光导 探测器仍然有它的优势探测率高，性能稳定。为满足不同的需要，碲镉汞光导探测器的光敏面大小也存在着差异。美国 LANDSAT-7采用的光导探测器的光敏面为104 X 104微米，欧空局的Metop-a的光导探测器 的光敏面为900 X 900微米，风云二号卫星采用的光导探测器光敏面为82 X 82微米。总结 了国内外各种应用上的光导探测器，基本上光敏面的长宽比为1 1。本专利中设计探测器的光敏面的宽度在10微米左右，长度在2000微米以上。目 前国内外都没有见到本专利中这种细长型碲镉汞光导探测器的报道。如果采用传统结构， 细长型探测器的电阻可以达到4000欧姆左右，这样高电阻的探测器都会被用户弃用。为了 减小探测器电阻，就必须增加探测器的宽度，但是不能增加光敏区的宽度，传统结构的探测 器不再适用。传统结构的碲镉汞单元光电导探测器只有两个区光敏区和电极区，结构见附 图4和5。本专利中采用了一种新结构来制备碲镉汞探测器，除光敏区和电极区外，在探测 器光敏区外增加一个区用来减小探测器电阻，并通过在该区上生长金属的方法使本区对光 没有响应，就会使问题迎刃而解。
发明内容本专利的目的就是要提供一种细长型碲镉汞光导探测器。本专利中的碲镉汞单元 探测器是一种不同与以往的单元探测器，它是一个细长型的探测器，它的光敏区的长宽比 达到150 1。另外以往的碲镉汞光导探测器只有两个部分光敏区和电极区，专利中的探 测器除了这两个区以外还存在另外一个区，这个区的主要作用是为了减小电阻，而且不能 有光导效应，所以我们暂时将它称为电阻区。本专利的目的是这样实现的，细长型碲镉汞光导型红外探测器，包括衬底，通过 环氧胶固定在衬底上的碲镉汞薄片，与衬底接触的碲镉汞薄片一面带有阳极氧化层；通过 光刻在碲镉汞薄片的另一面形成光敏区，电阻区和电极区。电极区上依次生长有金属铟层、 金层、金属铬层和金层；电阻区上依次有碲镉汞层、碲镉汞阳极氧化层、负胶层和SiO2作为绝缘介质层。探测器的四周侧面依次有负胶层、SiO2层和金属铬层和金层。细长型碲镉汞光导探测器的制备方法，具体步骤如下利用光刻和镀膜的方法，在准备好的碲镉汞材料上形成电极区，并在电极区上生 长金属铟和金。A.利用光刻和刻蚀的方法，形成单元碲镉汞探测器。B.利用光刻的方法，形成电阻区，并在电阻区上和探测器侧面留有负胶层。C.利用镀膜的方法，在负胶层上生长SiO2作为绝缘介质层。D.利用光刻和镀膜的方法，形成电阻区，并在电阻区上和探测器侧面生长金属铬 和金。E.利用光刻和镀膜的方法，在电极区上生长金属铬和金。本专利有如下效益1.本专利中的探测器是一种新型的碲镉汞光导探测器，其中的电阻区用以减小探 测器的电阻，避免因电阻过大，影响探测器的使用。2.本专利中的电阻区采用负胶和3102层作为绝缘介质层，既满足碲镉汞材料的苛 刻的低温制备工艺，又保证了碲镉汞材料与绝缘介质层、绝缘介质层和金属层有较强的附 着力和可靠的绝缘性能。3.本专利中的电阻区采用金属层来阻挡光进入碲镉汞材料，使电阻区对光没有响 应，不影响探测器的有效光敏面积。4.本专利中的探测器侧面都有绝缘层和金属层，这样的结构避免了探测器侧面的 光响应现象对探测器性能造成的影响。
图1是本专利的实施例细长型碲镉汞光导探测器的平面结构示意图。图2是电极区A-A剖面的结构示意图。图3是光敏区B-B剖面的结构示意图。图4是传统碲镉汞光导探测器的平面结构示意图。图5是传统碲镉汞光导探测器的剖面结构示意图。图6是探测器的光谱响应曲线。
具体实施方式
下面以细长型碲镉汞光导探测器的制备方法实施例，结合附图对本专利的具体实 施方式作进一步的说明见图1，2，3，细长型碲镉汞光导探测器，包括蓝宝石衬底，通过环氧胶固定在衬 底上的约10微米厚的碲镉汞薄片，通过光刻在碲镉汞薄片上形成光敏区、电极区和电阻 区。电极区在碲镉汞上依次生长有厚度为200埃的金属铟层、厚度为2000埃的金属金层、 厚度为200埃的金属铬层和厚度为2000埃的金属金层。电阻区在碲镉汞上依次生长有厚 度为10000埃的负胶层、厚度为5000埃的SiO2层作为复合绝缘介质；厚度为200埃的金属 铬层和厚度为2000埃的金属金层作为反射层阻挡光进入碲镉汞。碲镉汞薄片的四周侧面 生长有厚度为10000埃的负胶层、厚度为5000埃的SiO2层作为复合绝缘介质；厚度为200埃的金属铬层和厚度为2000埃的金属金层作为阻挡层来阻挡光进入碲镉汞。
权利要求一种细长型的碲镉汞单元探测器，其特征在于碲镉汞薄片通过环氧胶固定在衬底上的，与衬底接触的碲镉汞薄片一面带有阳极氧化层；通过光刻在碲镉汞薄片的另一面形成细长型光敏区，电阻区和电极区；在所述的电极区的碲镉汞上生长有厚度为200埃的金属铟层、厚度为2000埃的金属金层、厚度为200埃的金属铬层和厚度为2000埃的金属金层；在所述的电阻区的碲镉汞上依次生长有厚度为10000埃的负胶层、厚度为5000埃的SiO2层作为复合绝缘介质；厚度为200埃的金属铬层和厚度为2000埃的金属金层作为反射层阻挡光进入碲镉汞；在碲镉汞薄片的四周侧面依次生长有厚度为10000埃的负胶层和厚度为5000埃的SiO2层作为复合绝缘介质，厚度为200埃的金属铬层和厚度为2000埃的金属金层作为阻挡层来阻挡光进入碲镉汞。
2.根据权利要求1所述的一种细长型的碲镉汞单元探测器，其特征在于所述的细长 形光敏区的长宽比达到150 1。
专利摘要本专利公开了一种细长型的碲镉汞单元探测器，该探测器包括在碲镉汞薄片上，通过光刻形成光敏区、电极区、电阻区。其特征在于它比一般的光导探测器多一个电阻区。电阻区的作用主要是为了减小探测器的电阻，而且对光不产生响应。为了达到这个效果，电阻区与光敏区和电极区之间用负胶层和SiO2层作为复合绝缘介质，并在绝缘介质上生长金属铬金和金属金来作为阻挡层来阻挡光进入碲镉汞。本专利的优点是探测器的电阻区不仅减小了探测器的电阻，而且对光没有响应。
文档编号H01L31/08GK201689901SQ20102020255
公开日2010年12月29日 申请日期2010年5月21日 优先权日2010年5月21日
发明者兰添翼, 刘诗嘉, 姜佩璐, 朱龙源, 王妮丽, 许金通, 赵水平 申请人:中国科学院上海技术物理研究所