[发明专利]倒梯形槽面结构的阻挡杂质带探测器及其制备方法

权利要求书

1.一种倒梯形槽面结构的阻挡杂质带探测器，其特征在于，包括高纯砷化镓衬底(1)、公共负电极接触层(2)、砷化镓掺硫吸收层(3)、本征砷化镓阻挡层(4)、正电极接触层(5)、氮化硅钝化层(7)、正电极(8)以及负电极(9)；

所述高纯砷化镓衬底(1)上依次设置有公共负电极接触层(2)、砷化镓掺硫吸收层(3)、本征砷化镓阻挡层(4)、氮化硅钝化层(7)；

所述本征砷化镓阻挡层(4)上设置有容纳正电极接触层(5)的正电极凹槽，正电极接触层(5)设置在正电极凹槽内；

所述本征砷化镓阻挡层(4)、砷化镓掺硫吸收层(3)上开设有倒梯形负电极凹槽，氮化硅钝化层(7)分布在本征砷化镓阻挡层(4)表面以及倒梯形负电极凹槽的侧面；

所述正电极(8)设置在正电极接触层(5)的表面并延伸到氮化硅钝化层(7)表面；

所述负电极(9)设置在倒梯形负电极凹槽表面并延伸到倒梯形负电极凹槽外部平面，负电极(9)通过倒梯形负电极凹槽的底面与公共负电极接触层(2)连接。

2.一种倒梯形槽面结构的阻挡杂质带探测器的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：在高纯砷化镓衬底(1)上制备公共负电极接触层(2)；

步骤二：在公共负电极接触层(2)上沉积砷化镓掺硫吸收层(3)；

步骤三：在砷化镓掺硫吸收层(3)上沉积本征砷化镓阻挡层(4)；

步骤四：在本征砷化镓阻挡层(4)上制备正电极凹槽，并在正电极凹槽内沉积正电极接触层(5)；

步骤五：在本征砷化镓阻挡层(4)、砷化镓掺硫吸收层(3)上制备倒梯形负电极凹槽；

步骤六：在本征砷化镓阻挡层(4)、正电极接触层(5)以及倒梯形负电极凹槽的表面沉积氮化硅钝化层(7)；

步骤七：在氮化硅钝化层(7)表面倒梯形负电极凹槽的底面位置和正电极接触层(5)位置开设负电极开孔和正电极开孔并沉积负电极(9)和正电极(8)，之后封装。

3.根据权利要求2所述的倒梯形槽面结构的阻挡杂质带探测器的制备方法，其特征在于，所述步骤一中采用分子束外延法在高纯砷化镓衬底(1)上生长公共负电极接触层(2)；

所述步骤二中采用化学气相沉积工艺在公共负电极接触层(2)上外延生长砷化镓掺硫吸收层(3)；

所述步骤三中采用化学气相沉积工艺在砷化镓掺硫吸收层(3)上外延生长本征砷化镓阻挡层(4)。

4.根据权利要求3所述的倒梯形槽面结构的阻挡杂质带探测器的制备方法，其特征在于，所述步骤一中分子束外延生长的公共负电极接触层(2)掺杂硅元素，掺杂浓度为5×10¹⁸cm^-3，生长厚度为150nm；

所述步骤二中采用金属有机化合物化学气相沉积工艺外延生长砷化镓掺硫吸收层(3)，硫元素掺杂浓度为5×10¹⁵～2×10¹⁶cm^-3，生长厚度为30～35μm；

所述步骤三中采用金属有机化合物化学气相沉积工艺外延生长本征砷化镓阻挡层(4)，生长厚度为8～10μm。

5.根据权利要求2所述的倒梯形槽面结构的阻挡杂质带探测器的制备方法，其特征在于，所述步骤四中采用光刻工艺在本征砷化镓阻挡层(4)上刻蚀正电极凹槽，在正电极凹槽内通过硫离子注入及快速热退火工艺形成正电极接触层(5)。

6.根据权利要求2所述的倒梯形槽面结构的阻挡杂质带探测器的制备方法，其特征在于，所述步骤五包括如下步骤：

步骤5.1：在本征砷化镓阻挡层(4)表面沉积氮化硅掩膜层(6)；

步骤5.2：采用光刻工艺在氮化硅掩膜层(6)上刻蚀出开槽区域；

步骤5.3：采用湿法腐蚀工艺在本征砷化镓阻挡层(4)、砷化镓掺硫吸收层(3)层上腐蚀出倒梯形负电极凹槽；

步骤5.4：去除本征砷化镓阻挡层(4)表面的氮化硅掩膜层(6)。