一种二类超晶格红外探测器及其制备方法与流程

本发明属于半导体器件设计及制造领域，特别是涉及一种二类超晶格红外探测器及其制备方法。

背景技术：

1、自从二十世纪四十年代第一个实用的红外探测器研制成功以来，红外探测器在民用、军事、太空等诸多领域得到了广泛应用。由红外探测器组成的红外系统已经被广泛用于夜视、导航、搜索、预警、目标侦察、精确打击等许多方面，充分显示了红外技术的分辨率高、准确可靠、保密性好、抗电子干扰性强等优点。

2、对于inas/gasb二类超晶格红外探测器来说，由于在inas/gasb二类超晶格中，电子主要束缚在inas层中，而空穴主要束缚在gasb层，因此电子与空穴形成空间的隔离，具有以下优势：

3、1)量子效率高，带间跃迁，能够吸收正入射，响应时间快；

4、2)暗电流小，降低了俄歇复合及有关的暗电流，工作温度提高；

5、3)电子有效质量大，隧穿电流小，可获得高的探测率；

6、4)带隙从2μm-30μm可调，可制备短波、中波、长波、甚长波、双色段及多波段器件。

7、因此，inas/gasb二类超晶格探测器已经成为红外探测方面常选择的探测器。

8、但是，当前的inas/gasb二类超晶格探测器在复杂环境下的探测能力不足，造成虚警率较高。

技术实现思路

1、 为了解决当前的inas/gasb二类超晶格探测器在复杂环境下的探测能力不足，造成虚警率较高的技术问题，本发明提供一种二类超晶格红外探测器及其制备方法。

2、第一方面

3、本发明提供一种二类超晶格红外探测器，包括：

4、半导体衬底；

5、第一颜色通道层，所述第一颜色通道层包括第一p型电子势垒层，所述第一p型电子势垒层位于所述半导体衬底上；

6、n型公共电极层，所述n型公共电极层设置于所述第一颜色通道层上；

7、第二颜色通道层，所述第二颜色通道层包括第二p型电子势垒层，所述第二颜色通道层设置于所述n型公共电极层上；

8、p型欧姆接触层，所述p型欧姆接触层设置于所述第二颜色通道层上;

9、钝化层，所述钝化层设置于叠层的周侧；

10、电极，所述电极包括第一电极，第二电极以及第三电极，所述第一电极与所述第一颜色通道层连接，所述第二电极与所述n型公共电极层连接，所述第三电极与所述第二颜色通道层连接；

11、其中，所述叠层为所述半导体衬底，第一颜色通道层，n型公共电极层，第二颜色通道层以及p型欧姆接触层组合而成的叠层。

12、可选地，所述第一颜色通道层还包括n型停刻层，第一吸收层，第一空穴势垒层和第一n型接触层，所述n型停刻层设置于所述半导体衬底上，所述第一p型电子势垒层设置于所述n型停刻层上，所述第一吸收层、所述空穴势垒层和所述第一n型接触层依次层叠于所述第一p型电子势垒层。

13、可选地，所述第二颜色通道层还包括第二n型接触层，第二空穴势垒层和第二吸收层，所述第二n型接触层设置于所述n型公共电极层上，所述第二空穴势垒层和所述第二吸收层依次层叠于所述第二n型接触层上，所述第二p型电子势垒层设置于所述第二吸收层上。

14、可选地，所述第一吸收层包括第一inas层和第一gasb层，其中所述第一inas层厚度为8ml，所述第一gasb层厚度为6ml，所述第一吸收层厚度为930nm。

15、可选地，所述第一p型电子势垒层厚度为500nm，所述第一p型电子势垒层的载流子浓度为2×1018/cm-3；

16、所述第一空穴势垒层厚度为500nm。

17、可选地，所述第二吸收层包括第二inas层和第二gasb层，其中所述第二inas层厚度为8ml，所述第二gasb层厚度为8ml，所述第二吸收层厚度为1060nm。

18、可选地，所述第二p型电子势垒层厚度为500nm，所述第二p型电子势垒层的载流子浓度为2×1018/cm-3；

19、所述第二空穴势垒层厚度为500nm。

20、 可选地，所述第一颜色通道层为蓝色通道层，所述第二颜色通道层为红色通道层。

21、第二方面

22、本发明提供一种二类超晶格红外探测器的制备方法，包括如下步骤：

23、步骤一：获取半导体衬底；

24、步骤二：在所述半导体衬底上依次生长出第一颜色通道层，n型公共电极层，第二颜色通道层和p型欧姆接触层，并构成叠层，所述叠层所述半导体衬底，第一颜色通道层，n型公共电极层，第二颜色通道层和p型欧姆接触层构成的叠层；

25、步骤三：对所述叠层进行清洗，并在所述p型欧姆接触层上沉积钝化层，之后在所述钝化层上第一涂胶层；

26、步骤四：在所述胶层上进行光刻，并在光刻区域先腐蚀钝化层，再进行icp刻蚀；

27、步骤五：对进行所述icp刻蚀处覆盖钝化层；

28、步骤六：溅射电极。

29、可选地，所述步骤六具体包括：

30、步骤七：在所述钝化层上设置第二涂胶层；

31、步骤八：在目标位置对所述第二涂胶层和钝化层进行光刻；

32、步骤九：在所述目标位置溅射电极；

33、其中，所述目标位置为所述第一颜色通道层处，所述n型公共电极层处以及所述第二颜色通道层处。

34、与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：

35、在本发明中，通过第一颜色通道层和第二颜色通道层从而使二类超晶格红外探测器具有两个截止波长，通过两个截止波长对目标和环境进行辐射探测，因此在复杂环境中对于目标特征的提取更加准确，有效降低虚警率。

技术特征：

1.一种二类超晶格红外探测器，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的二类超晶格红外探测器，其特征在于，所述第一颜色通道层还包括n型停刻层，第一吸收层，第一空穴势垒层和第一n型接触层，所述n型停刻层设置于所述半导体衬底上，所述第一p型电子势垒层设置于所述n型停刻层上，所述第一吸收层、所述空穴势垒层和所述第一n型接触层依次层叠于所述第一p型电子势垒层。

3.根据权利要求2所述的二类超晶格红外探测器，其特征在于，所述第二颜色通道层还包括第二n型接触层，第二空穴势垒层和第二吸收层，所述第二n型接触层设置于所述n型公共电极层上，所述第二空穴势垒层和所述第二吸收层依次层叠于所述第二n型接触层上，所述第二p型电子势垒层设置于所述第二吸收层上。

4.根据权利要求2所述的二类超晶格红外探测器，其特征在于，所述第一吸收层包括第一inas层和第一gasb层，其中所述第一inas层厚度为8ml，所述第一gasb层厚度为6ml，所述第一吸收层厚度为930nm。

5.根据权利要求4所述的二类超晶格红外探测器，其特征在于，所述第一p型电子势垒层厚度为500nm，所述第一p型电子势垒层的载流子浓度为2×1018/cm-3；

6.根据权利要求3所述的二类超晶格红外探测器，其特征在于，所述第二吸收层包括第二inas层和第二gasb层，其中所述第二inas层厚度为8ml，所述第二gasb层厚度为8ml，所述第二吸收层厚度为1060nm。

7.根据权利要求6所述的二类超晶格红外探测器，其特征在于，所述第二p型电子势垒层厚度为500nm，所述第二p型电子势垒层的载流子浓度为2×1018/cm-3；

8.根据权利要求1所述的二类超晶格红外探测器，其特征在于，所述第一颜色通道层为蓝色通道层，所述第二颜色通道层为红色通道层。

9.一种二类超晶格红外探测器的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述步骤六具体包括：

技术总结
本发明公开了一种二类超晶格红外探测器及其制备方法，属于半导体器件设计及制造领域，包括：半导体衬底；第一颜色通道层，包括第一P型电子势垒层；N型公共电极层，N型公共电极层设置于第一颜色通道层上；第二颜色通道层，包括第二P型电子势垒层，第二颜色通道层设置于N型公共电极层上；P型欧姆接触层，P型欧姆接触层设置于第二颜色通道层上；钝化层，钝化层设置于叠层的周侧；电极，电极包括第一电极，第二电极以及第三电极，第一电极与第一颜色通道层连接，第二电极与N型公共电极层连接，第三电极与第二颜色通道层连接。本方案可以解决当前的二类超晶格探测器在复杂环境下的探测能力不足，虚警率高的技术问题。

技术研发人员：陈龙华,张培峰,薛建凯,李斌,王伟
受保护的技术使用者：山西创芯光电科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13