[发明专利]一种光电探测器的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于光电探测器领域，尤其涉及一种光电探测器的制备方法。

背景技术

光电探测器的原理是由辐射引起被照射材料电导率发生改变，将光辐射能转变成电流或电压信号进行测量。光电探测器在军事和国民经济的各个领域有广泛用途。主要特点是：探测灵敏度高，响应时间快。在可见光或近红外波段主要用于射线测量和探测、工业自动控制、光度计量等；在红外波段主要用于导弹制导、红外热成像、红外遥感等方面。光电导体的另一应用是用它做摄像管靶面。为了避免光生载流子扩散引起图像模糊，连续薄膜靶面都用高阻多晶材料，如PbS-PbO、Sb2S3等。其他材料可采取镶嵌靶面的方法，整个靶面由约10万个单独探测器组成。

靶材是磁控溅射镀膜的溅射源，靶材的好坏对薄膜的性能起至关重要的作用，因此高品质的靶材是保证薄膜质量的前提和基础，大量研究表明，影响靶材品质的因素主要有：纯度、致密度、结构取向、晶粒大小及分布、尺寸、形状等，其中衡量靶材品质最重要的指标是靶材的相对密度、纯度、结晶取向及其微观结构的均匀性。溅射过程对靶材的致密度的要求很高，如果靶材结构的致密性较差，具有高能量密度的Ar⁺轰击靶材时，会导致靶表面大块物质的剥落，从而使得薄膜表面具有较多的大颗粒。这将严重影响薄膜表面的平整度，最终导致薄膜性能的恶化。此外，磁控溅射过程中高能量密度的Ar⁺轰击，也会导致靶材的升温，为了能够更好地承受靶材内部的热应力，因此需要获得高密度和高强度的靶材。靶材的纯度是靶材品质的主要性能指标之一。薄膜性能的好坏很大程度上受靶材纯度的影响。溅射沉积薄膜的主要污染源是靶材中的杂质以及靶材气孔中的氧气和水。实际应用中，靶材的用途对其所含杂质含量有不同的要求。靶材微观结构的均匀性也是磁控溅射镀膜的质量关键的性能指标之一。靶材微观结构均匀、晶粒尺寸相差较小，那么磁控溅射制得的薄膜厚度比较均匀。此外，晶粒细小的靶材，其溅射速率一般要比晶粒粗大的靶材的溅射速率快。溅射成膜时，靶材的原子容易沿原子的立方最紧密排列的方向优先溅射出来，为达到较高的溅射速率，可以通过改变靶材的结晶结构来增加溅射速率。此外，靶材的结晶方向对溅射薄膜厚度的均匀性也有很大影响。因此，通过工艺调节控制靶材的结晶取向是至关重要的。因此，采用溅射法制备ZnO薄膜，必须首先制备高质量的靶材。

综上所述，现有技术存在的问题是：现有光电探测器存在响应速率低，比探测率低，探测器的性能较差；现有的硅基Ge光电探测器价格昂贵，制作繁琐。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种光电探测器的制备方法。

本发明是这样实现的，一种光电探测器的制备方法，所述光电探测器的制备方法包括以下步骤：

步骤一，材料生长采用LP-MOCVD设备，分别以三甲基铟、三甲基镓、三甲基铝、砷烷和磷烷作为In、Ga、As和P源，以SiH₄为n型掺杂源，Ar作为载气；

步骤二，采用掺S的n^+－InP衬底，晶面为，反应室压力为100mbar；使用SEM测量InP和InGaAs异质结的界面平整度；使用XRD测量InGaAs的晶格失配度，并保持在±5×10^-5；使用电化学C-V测量In0.53Ga0.47As的背景载流子浓度；

步骤三，采用MOCVD技术在InP衬底上生长0.6μm的InP缓冲层，再生长2.6μm的本征In0.53Ga0.47As吸收层，在本征吸收层上生长1μm的弱n型InP覆盖层，最后生长0.23μm的In0.77Ga0.23As0.5P0.5帽层；

步骤四，帽层表面涂抹硒化锑薄膜，硒化锑薄膜为经过后硒化处理的硒化锑薄膜；

步骤五，采用等离子化学气相沉积技术在顶层沉积一层Si₃N₄膜作为Zn扩散掩蔽层，用光刻技术刻蚀出一个直径为80μm的圆形窗口；采用MOCVD扩散工艺将Zn扩散进InP覆盖层，形成p型感光区；接着用Au/Zn/Au制作p面欧姆接触，减薄衬底至205μm，再用Au/Ge/Ni/Au制作n面欧姆接触；

步骤六，在光敏区上淀积2.2μm的ZnO薄膜作为增透膜。

进一步，所述步骤四中后硒化处理为：将硒化锑薄膜在硒氛围中进行退火处理；硒氛围的硒蒸气分压为10500Pa，退火温度为410℃～450℃，处理时间为32min；或在硒化锑薄膜表面沉积一层硒，再进行退火处理。