[发明专利]一种MSM光电探测器的制备方法

说明书

本发明公开了一种MSM光电探测器的制备方法，属于光电探测器技术领域，本发明中高速高效率MSM光电探测器的制备方法为：在SOI(Si+SiO₂+Si)基片上制备半导体薄膜；在半导体薄膜上制备叉指电极；腐蚀去除SiO₂层，使器件脱离硅基底；在器件背面依次刻蚀硅与半导体薄膜形成周期性光陷阱结构，得到高速高效率MSM光电探测器，该制备方法通过在半导体薄膜中集成周期性光陷阱结构，在保证MSM光电探测器的响应速率的同时，有效提高探测器的光探测效率，本发明用于可见光与红外探测与成像技术。

技术领域

本发明涉及见光与红外探测与成像技术领域，具体涉及一种MSM光电探测器的制备方法。

背景技术

光电探测器(Photo Detector，PD)是光电检测系统和光纤通信中光信号转换的关键器件。目前，不断提高的光纤通信系统速率对光电探测器的响应速率提出了越来越高的要求，高速光电探测器成为一个重要的研究课题。金属-半导体-金属光电探测器(Metal-Semiconductor-Metal Photo Detector)即MSM-PD由于其高响应度、高灵敏度、结构简单、易于集成以及成本低等特点，获得了广泛的关注和应用。

MSM光电探测器是指在半导体材料表面制作金属电极形成背靠背肖特基二极管，由光敏层和叉指电极组合形成。叉指电极由半导体表面分立的两组金属条构成，叉指电极的间隔即为光敏面。相比于PIN二极管等其它类型光电探测器，MSM-PD器件主要包含以下几个方面的优点：(1)极低的分布电容。MSM-PD器件实际为两个背靠背二极管，工作时一支正偏，另一只反向偏置，所以器件结电容较小，而且随电压变化不大。同时MSM-PD为金属—半导体结构，没有少子效应，串联电阻较小，分布电容极低，而且其响应速度主要取决于光生载流子在两电极之间的渡越时间，与电容特性关系不大，故器件响应速度高；(2)极小暗电流。肖特基接触的两个金属-半导体结，一个正偏，一个反偏，反向偏置一侧的肖特基结耗尽区较长，减小了电子和空穴的隧穿机率，因此探测器两极间的暗电流也就相应减小，比同种材料其它结构器件的光电探测器暗电流小3～5个数量级；(3)结构简单，工艺容易实现。在衬底上生长好半导体材料之后，只需要通过一次光刻工艺在半导体材料表面制备叉指电极，并使其与半导体材料形成肖特基接触即可。且整个工艺过程与MOS场效应管工艺完全兼容，极易实现全单片光电集成(OEIC)器件。