[发明专利]一种用于量子阱探测器的微腔阵列耦合结构及其制作方法

权利要求书

1.一种用于量子阱探测器的微腔阵列耦合结构，其特征在于，所述耦合结构包括：多个呈阵列分布的微腔单元以及一位于所述微腔单元下方的衬底，其中，

每个所述微腔单元包括：一上金属电极，以及一设置在所述上金属电极的下表面上的所述量子阱探测器中的外延层，该外延层的几何尺寸与所述上金属电极的几何尺寸相同；

所有所述微腔单元还包括：一共用的供所述外延层设置于其上的下金属电极板，该下金属电极板设置在所述衬底的上表面上；

每一列的多个所述微腔单元通过微腔连接线依次串联；

其中，所述上金属电极为亚波长贴片天线。

2.根据权利要求1所述的用于量子阱探测器的微腔阵列耦合结构，其特征在于，所述上金属电极和下金属电极板均采用非合金化的Ti和Au或者采用连续生长的Pd、Ge、Ti和Au制成；所述衬底采用N+型GaAs制成。

3.根据权利要求1所述的用于量子阱探测器的微腔阵列耦合结构，其特征在于，所述微腔连接线包括：所述下金属电极板，以及自该下金属电极板由下至上依次连接的所述外延层和上金属电极。

4.根据权利要求1所述的用于量子阱探测器的微腔阵列耦合结构，其特征在于，第一排的多个所述微腔单元分别通过所述微腔连接线同时连接至一个电连接板，最后一排的多个所述微腔单元分别通过所述微腔连接线同时连接至另一个电连接板，两个所述电连接板分别通过一接线端子连接至外部电路。

5.根据权利要求4所述的用于量子阱探测器的微腔阵列耦合结构，其特征在于，所述电连接板和接线端子均包括：所述下金属电极板，以及自该下金属电极板由下至上依次连接的所述外延层和上金属电极。

6.一种如权利要求1-5中任意一项所述的用于量子阱探测器的微腔阵列耦合结构的制作方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤S1，提供由半绝缘GaAs制成的样本材料层，并在该样本材料层的上表面由下至上依次生长GaAs缓冲层、刻蚀阻挡层和所述外延层；

步骤S2，提供由N+型GaAs制成的衬底材料层，作为所述衬底，且该衬底材料层的平面几何尺寸大于所述样本材料层的平面几何尺寸，并在所述外延层以及所述衬底材料层的上表面分别生长第一金属材料层和第二金属材料层；

步骤S3，在320℃的温度以及8MPa的压力下，对所述第一金属材料层和第二金属材料层进行不少于20分钟的金金键合，以形成第三金属材料层，作为所述下金属电极板；

步骤S4，去除所述样本材料层及刻蚀阻挡层，以露出所述外延层的上表面；

步骤S5，在所述外延层的裸露的上表面生长第四金属层，作为所述上金属电极；

步骤S6，在所述第四金属层的上表面光刻贴片天线阵列图形，并用光刻胶做掩膜，刻蚀形成所述微腔单元和微腔连接线；

步骤S8，在不低于350℃的温度下进行不少于30秒的高温快速退火。

7.根据权利要求6所述的用于量子阱探测器的微腔阵列耦合结构的制作方法，其特征在于，所述第一金属材料层、第二金属材料层和第四金属层均采用非合金化的Ti和Au或者采用连续生长的Pd、Ge、Ti和Au制成。

8.根据权利要求6所述的用于量子阱探测器的微腔阵列耦合结构的制作方法，其特征在于，所述方法还包括在执行所述步骤S8之前执行步骤S7，该步骤S7包括：将所述衬底材料层剪薄后在其下表面上生长第五金属层。

9.根据权利要求6所述的用于量子阱探测器的微腔阵列耦合结构的制作方法，其特征在于，所述步骤S2包括：通过电子束蒸发或磁控溅射形成所述第一金属材料层和第二金属材料层；所述步骤S5包括：通过电子束蒸发或磁控溅射形成所述第四金属材料层。

10.根据权利要求6所述的用于量子阱探测器的微腔阵列耦合结构的制作方法，其特征在于，所述步骤S3包括：采用研磨抛光机将所述样本材料层剪薄后，用湿法腐蚀溶液将剩余的所述样本材料层及刻蚀阻挡层腐蚀去除。