[发明专利]平面结构的锑化物二类超晶格红外探测器及其制备方法

权利要求书

1.一种平面结构的锑化物二类超晶格红外探测器，其特征在于，所述红外探测器包括沿设定方向依次分布的下电极、InAs/GaSb或InAs/InAsSb超晶格吸收层、InAs/GaSb超晶格或GaSb或GaAsSb接触层以及上电极，所述超晶格吸收层形成于n型InAs或GaSb衬底的上端面，并且所述超晶格吸收层与衬底之间还分布有n型InAs或InAsSb缓冲层，所述接触层上还设有非故意掺杂的InAs或AlGaSb钝化层和介质保护层，所述钝化层和介质保护层上设有扩散窗口，并且于所述接触层内或所述接触层与超晶格吸收层内还局部分布有p型区域，所述p型区域由p型掺杂源通过所述扩散窗口在所述接触层内或所述接触层与超晶格吸收层内选择性扩散形成，所述上电极经所述扩散窗口与所述接触层内的p型区域连接。

2.根据权利要求1所述的红外探测器，其特征在于，所述缓冲层与起始衬底晶格匹配，厚度为0.1～2μm，掺杂浓度为1×10¹⁶～1×10¹⁸cm^-3。

3.根据权利要求1所述的红外探测器，其特征在于，所述超晶格吸收层由InAs薄层和GaSb薄层交替组成或由InAs薄层和InAsSb薄层交替组成，并且所述超晶格吸收层的有效带宽对应波长为3～25μm，总厚度为2～8μm，所述超晶格吸收层的掺杂方式为n型均匀掺杂，掺杂浓度为1×10¹⁴～1×10¹⁷cm^-3，或所述超晶格吸收层的主体为n型，其中远离衬底的局部区域由p型掺杂源通过选择性扩散形成p型区域。

4.根据权利要求1所述的红外探测器，其特征在于，所述接触层与起始衬底晶格匹配，厚度为0.5～5μm,所述接触层的主体为n型，其中远离衬底的局部区域由p型掺杂源通过选择性扩散形成p型区域，p型掺杂浓度为1×10¹⁶～5×10¹⁸cm^-3。

5.根据权利要求1所述的红外探测器，其特征在于，所述钝化层仅覆盖于未被扩散的接触层之上，厚度为0.1～1μm。

6.根据权利要求1所述的红外探测器，其特征在于，所述介质保护层仅覆盖于钝化层之上，厚度为0.1～5μm。

7.根据权利要求6所述的红外探测器，其特征在于，所述介质保护层的材质包括SiO₂和/或Si₃N₄。

8.根据权利要求1或2所述的红外探测器，其特征在于，所述下电极与所述衬底的下端面连接或与所述缓冲层的上端面连接。

9.一种平面结构的锑化物二类超晶格红外探测器的制备方法，其特征在于包括：

在n型InAs或GaSb衬底上端面依次形成n型InAs或InAsSb缓冲层、n型InAs/GaSb或InAs/InAsSb超晶格吸收层、n型InAs/GaSb超晶格或GaSb或GaAsSb接触层、非故意掺杂的InAs或AlGaSb钝化层以及介质保护层；

选择性除去介质保护层和钝化层的部分区域而形成扩散窗口，使所述接触层的局部区域从所述扩散窗口暴露出；

在从所述扩散窗口暴露出的接触层上进行p型掺杂源的扩散形成p型接触区，并控制扩散深度至所述接触层内或所述超晶格吸收层内；

在所述p型接触区表面制作上电极以及在所述衬底下端面或所述缓冲层上端面制作下电极。

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于包括：至少选用金属有机物化学气相沉积和分子束外延工艺中的任一种于所述衬底上生长形成所述缓冲层、超晶格吸收层、接触层、钝化层中的任一者。

11.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于包括：至少选用等离子体增强化学气相沉积工艺制作形成所述介质保护层。