[发明专利]紫外红外双色焦平面探测器阵列及其性能设计和制备方法

权利要求书

1.一种紫外红外双色焦平面探测器阵列，包括n型衬底InSb吸收层(4)SiO₂阻挡层(3)，n型CdS吸收层(2)，p型InSb吸收层(5)，其特征在于：

所述的紫外红外双色焦平面探测器阵列的结构为：在n型衬底InSb吸收层(4)上面依次为SiO₂阻挡层(3)、n型CdS吸收层(2)和Pt薄膜(1)，紫外焦平面每个探测器像元所对应的电极(6)位于Pt薄膜(1)上，紫外焦平面的公共电极(7)位于n型CdS吸收层(2)上；在n型衬底InSb吸收层(4)背面为p型InSb吸收层(5)，红外焦平面探测器像元对应的电极(8)位于p型InSb吸收层(5)上，红外焦平面的公共电极(9)位于n型衬底InSb吸收层(4)上。

2.一种基于权利要求1所述的一种紫外红外双色焦平面探测器阵列的性能设计方法，其特征在于方法步骤如下：

1).构建物理模型，采用有限时域差分法和有限元法联合模拟来对器件进行二维数值分析，在FDTD方法模拟电磁场的过程中，先建立各种材料参数的数据库，如各频率对应的电导率、相对介电常数和相对磁导率，然后对设计的器件结构进行网格划分，结合材料参数和色散模型使用FDTD方法计算目标区域内的电磁场分布并转化为光生载流子浓度分布；在FEM方法模拟器件电学特性的过程中，结合光生载流子浓度分布结果，导入材料的迁移率、带隙、吸收系数、介电常数参数，并依据经典漂移扩散模型、SRH复合和俄歇复合基本物理模型计算器件零偏下的电；

2).设置环境温度为T，正面入射到中间的紫外探测像元的入射光波长为λ，光功率恒为P，紫外波段的入射光会被CdS吸收层吸收，而红外光则会透过CdS吸收层被InSb吸收层吸收，通过数值模拟不同波长入射光照射情况下的光响应率可以得到光谱响应和串音。

3.一种制备如权利要求1所述的一种紫外红外双色焦平面探测器阵列的方法，其特征在于方法步骤如下：

1).首先根据Pt/CdS紫外和InSb红外双色焦平面阵列的规模制备相应的光刻掩膜版，然后以n型InSb材料为基底使用等离子体增强化学气相沉积法生长厚度为1μm的SiO₂，进而使用物理气相传输法在SiO₂表面生长厚度为5μm的n型CdS单晶；

2).通过丙酮和甲醇清洗CdS表面并且使用盐酸溶液去除表面的氧化层，然后使用紫外光刻技术和刻蚀工艺制作CdS台面结构和肖特基节窗口，然后使用射频磁控溅射技术生长高透光率的Pt薄膜电极以形成肖特基接触，并且经过剥离工艺得到紫外焦平面阵列；

3).将器件放置在干净的玻璃板上，InSb基底朝上，在器件四周放置适量的蜡并加热，待融化的蜡进入器件底部之后，用三氯乙烯冲洗多余的蜡，并且使用乙醚丙醇冲洗消毒；对n型InSb基底进行抛光减薄，并且进行离子注入形成p⁺区,再通过光刻工艺、刻蚀工艺、热蒸发方法和剥离工艺制作InSb台面结构和电极；最后加热玻璃板并且使用三氯乙烯冲洗掉粘附的蜡以获得Pt/CdS紫外和InSb红外双色焦平面阵列器件。