[发明专利]集成多晶硅超表面的砷化镓基太赫兹探测器及制作方法

权利要求书

1.一种集成多晶硅超表面的砷化镓基太赫兹探测器制作方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、在高导砷化镓衬底（1）上，通过液相外延工艺，生长砷化镓掺硫吸收层（2）；

步骤二、在所述砷化镓掺硫吸收层（2）的上表面，通过分子束外延工艺，生长高纯砷化镓阻挡层（3）；

步骤三、在所述高纯砷化镓阻挡层（3）表面，通过离子注入工艺，形成正电极接触层（4）；

步骤四、在所述正电极接触层（4）表面，通过化学气相沉积工艺，生长多晶硅层；

步骤五、在所述多晶硅层表面，通过光刻、等离子体去胶和反应离子刻蚀工艺，形成光刻对准标记；

步骤六、在所述多晶硅层表面，通过光刻、等离子体去胶和感应耦合等离子体刻蚀工艺，开正电极孔；

步骤七、在所述正电极孔内，通过光刻、等离子体去胶、电子束蒸发、电极剥离和电极退火工艺，形成正电极；

步骤八、在所述多晶硅层表面，通过光刻、等离子体去胶和感应耦合等离子体刻蚀工艺，形成多晶硅超表面；

步骤九、在所述多晶硅层表面，通过划片、贴片和金丝球焊工艺，完成负电极引线（9）、正电极引线（10）和封装器件。

2.根据权利要求1所述的一种集成多晶硅超表面的砷化镓基太赫兹探测器制作方法，其特征在于，所述步骤一中高导砷化镓衬底（1）厚度为400~500μm，所述高导砷化镓衬底（1）掺杂硫元素，所述高导砷化镓衬底（1）电阻率为0.001~0.003Ω·cm。

3.根据权利要求1所述的一种集成多晶硅超表面的砷化镓基太赫兹探测器制作方法，其特征在于，所述步骤一中砷化镓掺硫吸收层（2）掺杂硫元素，掺杂浓度为5×10¹⁵~5×10¹⁶cm^-3，所述砷化镓掺硫吸收层（2）外延厚度为200~300μm。

4.根据权利要求1所述的一种集成多晶硅超表面的砷化镓基太赫兹探测器制作方法，其特征在于，所述步骤二中高纯砷化镓阻挡层（3）外延厚度为5~10μm。

5.根据权利要求1所述的一种集成多晶硅超表面的砷化镓基太赫兹探测器制作方法，其特征在于，所述步骤三中离子注入法注入元素包括硫元素，注入能量为10~50keV，注入剂量为5×10¹³~5×10¹⁴cm^-2，注入角度为7度。

6.根据权利要求1所述的一种集成多晶硅超表面的砷化镓基太赫兹探测器制作方法，其特征在于，所述步骤四中多晶硅层生长厚度为25μm。

7.根据权利要求1所述的一种集成多晶硅超表面的砷化镓基太赫兹探测器制作方法，其特征在于，所述步骤六中正电极孔的制作方法为感应耦合等离子体刻蚀法，所述感应耦合等离子体刻蚀法刻蚀深度为25μm。

8.根据权利要求1所述的一种集成多晶硅超表面的砷化镓基太赫兹探测器制作方法，其特征在于，所述步骤七中正电极的制作方法为电子束蒸发法，所述电子束蒸发法包括从下到上依次蒸镀金锗合金(AuGe)、镍（Ni）和金(Au)，所述蒸镀金锗合金的厚度为50nm，蒸镀镍的厚度为30nm，蒸镀金的厚度为150nm；所述电极退火工艺的保护气氛包括氮气，所述电极退火工艺退火温度为400~450℃，所述电极退火工艺退火保持时间为100~120s。

9.根据权利要求1所述的一种集成多晶硅超表面的砷化镓基太赫兹探测器制作方法，其特征在于，所述步骤八中多晶硅超表面的制作方法为感应耦合等离子体刻蚀法，所述感应耦合等离子体刻蚀法刻蚀深度为25μm，所述多晶硅超表面包括亚波长多晶硅光栅超表面（6），所述亚波长多晶硅光栅超表面（6）光栅周期为125μm，所述亚波长多晶硅光栅超表面（6）光栅宽度25μm，所述亚波长多晶硅光栅超表面（6）光栅间隔为100μm。

10.一种集成多晶硅超表面的砷化镓基太赫兹探测器，其特征在于，所述集成多晶硅超表面的砷化镓基太赫兹探测器由权利要求1至9任一项所述的集成多晶硅超表面的砷化镓基太赫兹探测器制作方法制得。