[发明专利]斜切6°GOS衬底、短波红外焦平面像元及其制备方法

权利要求书

1.一种斜切6°GOS衬底，其特征在于，包括由下至上的SiN_x层、掺杂多晶硅层、蓝宝石衬底、介质堆叠层、斜切6°锗层，其中x≠0。

2.根据权利要求1所述的斜切6°GOS衬底，其特征在于，所述介质堆叠层为多层氧化硅的堆叠，或者氧化硅与氧化铝的交叉堆叠，或者多层氧化铝的堆叠；

和/或，

所述斜切6°锗层的厚度为100～500nm；

优选地，所述介质堆叠层包括氧化硅层和氧化铝层，并且氧化硅层靠近所述蓝宝石衬底。

3.根据权利要求1所述的斜切6°GOS衬底，其特征在于，所述掺杂多晶硅层的厚度为2000nm以上，电阻优选达到0.001～1000Ohm·cm。

4.根据权利要求1或3所述的斜切6°GOS衬底，其特征在于，所述SiN_x层的厚度为50～500nm。

5.一种斜切6°GOS衬底的制备方法，其特征在于，包括：

提供斜切6°硅衬底；

在所述斜切6°硅衬底上依次形成低温锗层、高温锗层；

在所述高温锗层上形成第一介质层，得到牺牲衬底；

提供蓝宝石衬底；

在所述蓝宝石衬底的正面由下至上依次形成掺杂多晶硅层、SiN_x层，以及在所述蓝宝石衬底的背面形成第二介质层，得到支撑衬底；

以所述第一介质层和所述第二介质层为键合面，将所述牺牲衬底和所述支撑衬底键合；

然后依次去除所述斜切硅衬底、低温锗层；

任选对所述高温锗层表面进行CMP处理。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述第一介质层和所述第二介质层各自独立地采用氧化硅、氧化铝或TEOS中的至少一个；

和/或，所述第二介质层为多层材料的堆叠层。

7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，采用ALD法形成所述第一介质层；

和/或，采用热氧化法和CVD法中的至少一种形成所述第二介质层。

8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，采用磨抛或者干法刻蚀去除所述斜切6°硅衬底；

和/或，采用TMAH腐蚀法去除所述低温锗层。

9.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，在形成所述高温锗层时还进行高温退火或循环退火处理，所述高温退火的温度为820℃，退火时间为10min，退火氛围为H₂。

10.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述高温锗层的生长温度为550-750℃，所述低温锗层的生长温度为350-450℃。

11.一种短波红外焦平面像元，其特征在于，包括：

权利要求1-4任一项所述的斜切6°GOS衬底；

位于所述6°GOS衬底衬底之上的GaAs缓冲层；

位于所述GaAs缓冲层之上的PIN堆叠结构，且所述PIN堆叠结构采用III-V族材料，所述PIN堆叠结构优选为：

N⁺-InGaAs/I-InGaAs/P⁺-InGaAs，N⁺-InP/I-InGaAs/P⁺-InP，P⁺-GaAsSb/I-InGaAs/N⁺-InP，N⁺-GaAs/I-AlGaAs/InGaAs多量子阱/P⁺-GaAs，N⁺-GaAs/I-AlGaAs/InGaAs多量子点/P⁺-GaAs；

以及分别与所述PIN堆叠结构中N层和P层实现欧姆接触的N型接触结构和P型接触结构。