[发明专利]硅基Ⅲ-Ⅴ族红外光电探测器阵列的制备方法

权利要求书

1.一种硅基Ⅲ-Ⅴ族红外光电探测器阵列的制备方法，包括：

在SOI衬底上生长二氧化硅，在生长的二氧化硅上刻蚀出周期性的矩形沟槽；

腐蚀所述矩形沟槽下方的SOI顶层硅，形成一V形沟槽；

在V形沟槽和矩形沟槽中生长Ⅲ-Ⅴ族探测器外延结构，所述外延结构包括GaAs高阻层，底部接触层，量子阱有源区，上包层及顶部接触层；

在所述外延结构上利用光刻技术定义刻蚀区域；所述刻蚀区域为探测器结构的最前端的一部分区域；

在定义的刻蚀区域使用ICP刻蚀到顶层硅层和GaAs高阻层；

再覆盖在探测器结构的截面和刻蚀后出现的SOI 衬底的顶层硅层和GaAs高阻层上沉积一层二氧化硅作为隔离层；

在该隔离层上部分区域刻蚀出生长下电极的区域并沉积下电极；

在该隔离层外的其他区域用光刻定义周期性的矩形区域；

在光刻定义的矩形区域刻蚀出矩形沟槽，刻蚀到顶层硅层和GaAs高阻层；

在所述多个设定尺寸的矩形沟槽中生长二氧化硅，所述二氧化硅的高度高于量子阱层，低于所述顶部接触层的最高处，在该二氧化硅上制备出上电极区域并沉积上电极。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述Ⅲ-Ⅴ族探测器外延结构通过MOCVD方法生长。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述隔离层通过PECVD的方法沉积。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述上电极通过光刻技术在二氧化硅上带胶剥离制备。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其中，在所述外延结构上再沉积一层二氧化硅作为隔离层，包括：

使用干法刻蚀设定长度的探测器材料和探测器材料旁边的二氧化硅，刻蚀止于SOI的顶层硅层和GaAs高阻层。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述隔离层沉积的厚度为200纳米至400纳米。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述下电极通过光刻技术去掉GaAs高阻层上的隔离层来制备。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述的在该隔离层上部分区域刻蚀出生长下电极的区域并沉积下电极包括：

在所述底部接触层上溅射上Ti/Au电极，所述电极厚度为300-700纳米，末端为正方形，面积为0.5-2平方微米。

9.根据权利要求1所述的制备方法，其中，在所述多个设定尺寸的矩形沟槽中生长二氧化硅中，二氧化硅隔离层高度高于所述量子阱有源区且低于顶部接触层的顶部。

10.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述的上电极的材料为AuGeNi/Au，所述上电极与顶部接触层接触连接。

11.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述的矩形沟槽的宽度为800-1200纳米，每两个矩形沟槽的间隔为300-700纳米。

12.一种依据权利要求1-11任一所述的制备方法制备的硅基Ⅲ-Ⅴ族红外光电探测器。