[发明专利]一种低暗电流的大阵面铟砷化镓MSM结构光电混频探测器阵列及其制造方法

说明书

本发明提出了一种低暗电流的大阵面铟砷化镓MSM结构光电混频探测器阵列及其制造方法，属于非扫描激光主动四维成像雷达技术领域。所述阵列包括焦平面面阵；所述MSM焦平面面阵一侧表面设有光敏面；所述光敏面上设有64×64个像元，所述MSM焦平面面阵另一侧表面与所述光敏面相对应的位置上依次覆盖有缓冲层、吸收层、缓变层和势垒增强层；沿所述势垒增强层的中心线位置上依次设有五对背靠背肖特基。所述光电混频探测器阵列及其制造方法能够有效降低大面阵探测器阵列的暗电流。

技术领域

本发明涉及一种低暗电流的大阵面铟砷化镓MSM结构光电混频探测器阵列及其制造方法，属于非扫描激光主动四维成像雷达技术领域。

背景技术

激光成像雷达技术是自激光诞生以来，二十世纪七十年代发展起来的一个对目标成四维像的成像技术。直到二十世纪九十年代末，激光成像雷达都是采用扫描体制。随着科技的进步，也随着人们要求的不断提高，扫描体制因其成一幅像用时较长，帧频数低，严重影响成像质量，特别在空中运动平台上，这一不足就显得尤为突出。二十世纪末，科研人员提出了非扫描激光成像雷达体制，1998年美国陆军实验室提出的FM/cw体制是一个典型代表。

成就这种非扫描体制的关键之一，是需要研究出可以面阵焦平面接收的高灵敏度探测器，称之为面阵探测器。但是对于此类探测器并没有大面阵InGaAs(铟镓砷)材料金属-非金属-金属(Metol-Semiconductor-Metal，即MSM)结构光电混频阵列探测器，即目前国际上的阵InGaAs材料的MSM探测器只有8*8像元面阵规格。并且，对于MSM光电探测器中的暗电流，单纯通过增加像元的方式形成大面阵势必增加MSM光电探测器中的暗电流，使MSM光电探测器中无法正常使用。

发明内容

本发明针对大面阵InGaAs材料金属-非金属-金属(Metol-Semiconductor-Metal，即MSM)结构光电混频阵列探测器无法降低暗电流的问题，提出了一种低暗电流的64×64像元InGaAsMSM结构光电混频探测器阵列。

一种低暗电流的铟砷化镓MSM结构光电混频探测器阵列，所述阵列包括焦平面面阵；所述MSM焦平面面阵一侧表面设有光敏面；所述光敏面上设有64×64个像元，所述MSM焦平面面阵另一侧表面与所述光敏面相对应的位置上依次覆盖有缓冲层、吸收层、缓变层和势垒增强层；沿所述势垒增强层的中心线位置上依次设有五对背靠背肖特基。

进一步地，所述MSM焦平面面阵为矩形面阵，在设有光敏面的一侧所述MSM焦平面面阵表面上，靠近所述MSM焦平面面阵的上下两侧面阵边缘的面阵表面上分别设有信号LO输入奇数列和信号LO输入偶数列；在靠近所述MSM焦平面面阵的左右两侧面阵边缘的面阵表面上分别设有信号输出奇数列和信号输出偶数列；在设有光敏面的一侧所述MSM焦平面面阵表面的一个顶角位置上设有标记起点，在区别于标记起点所在顶角的另两个顶角处设有GND接地点。

进一步地，所述焦平面面阵的面积为5×5m²；光敏面的面积为4.3×4.3m²；每个像元的尺寸为60×60μm²；所述信号LO输入奇数列、信号LO输入偶数列、信号输出奇数列和信号输出偶数列均包含32个端点。

进一步地，所述缓冲层采用InAlAs材料制成，所述缓冲层的厚度为300nm；所述吸收层采用InGaAs材料制成，所述吸收层的厚度为1000nm；所述缓冲层采用InGaAlAs材料制成，所述缓变层的厚度为25nm；所述吸收层采用InAlAs SEL材料制成，所述势垒增强层的厚度为10nm。

进一步地，所述背靠背肖特基采用Pt/Ti/Pt/Au势垒金属电极。

进一步地，所述阵列上设有钝化膜；所述钝化膜采用PECVD淀积低应力SiNx薄膜；所述钝化膜覆盖阵列芯片表面。

一种权利要求1所述光电混频探测器阵列的制造方法，所采取的技术方案如下：所述方法包括：