[发明专利]一种低暗电流铟镓砷焦平面探测器的制备方法

说明书

本发明涉及一种低暗电流铟镓砷焦平面探测器的制备方法，属于InGaAs探测器技术领域。在InP衬底上按顺序依次生长InP缓冲层、InGaAs腐蚀停层、N型InP接触层、InGaAs吸收层、N型InP帽层以及InGaAs接触层；然后在InGaAs接触层做P型接触区光刻，再做扩散区光刻并进行Zn扩散且扩散至InGaAs吸收层，则在含有Zn掺杂的区域形成P型掺杂区；再做N型接触区光刻，在P型掺杂区四周形成N型接触区；再做欧姆接触区光刻以形成P型与N型欧姆接触区；再进行电极图形光刻以形成P区与N区金属电极区；最后进行分割，并分别与读出电路连接，则形成多个低暗电流铟镓砷焦平面探测器。

技术领域

本发明涉及一种低暗电流铟镓砷焦平面探测器的制备方法，属于InGaAs探测器技术领域。

背景技术

短波红外InGaAs焦平面探测器具有无需在超高真空中工作、量子效率高、可靠性好、可常温工作、制备成本低等优点，同时，其光电响应信号可方便地进行输入、输出以及各种数据处理，具备信号的传递与分享能力，满足夜视装备向数字化、短波方向及固态器件发展的需求，更符合现代战争信息化、网络化以及智能化的作战需求。

对于航天应用的InGaAs探测器，暗电流噪声由于会降低器件的探测极限，对于PIN型InGaAs焦平面噪声性能非常重要。暗电流是指处于反偏置的探测器芯片在无光照的情况下流过器件的电流，其最终极限是由扩散电流决定的，但目前器件水平还没有达到这种理论极限，因为还存在其他的暗电流成分共同决定了器件的暗电流水平。器件表面缺陷产生的漏电流是暗电流的一项重要来源，半导体材料表面由于存在着晶格中断带来的悬挂键、表面缺陷、杂质以及空气污染物等引入的杂质能级，这些杂质能级形成产生复合中心，严重影响器件的电学性能。因此，表面处理工艺及钝化工艺对器件性能的提高十分关键，钝化膜薄膜内应力、致密度、薄膜内部针孔密度、击穿电场和界面态密度均会影响器件性能。

发明内容

为了降低铟镓砷焦平面探测器的暗电流，本发明提供了一种低暗电流铟镓砷焦平面探测器的制备方法，通过在像素之间的沟道增加P型栅格结构，并将P型栅格区与地电极互联，同时采用高K值钝化膜，极大地降低了器件暗电流，有利于拓展铟镓砷探测器的应用领域。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

一种低暗电流铟镓砷焦平面探测器的制备方法，具体包括以下步骤：

(1)在InP衬底上按顺序依次生长InP缓冲层、InGaAs腐蚀停层、N型InP接触层、InGaAs吸收层、N型InP帽层以及InGaAs接触层；

(2)在InGaAs接触层做P型接触区光刻，可以通过刻蚀除去部分InGaAs材料以形成不连续的方形InGaAs阵列，且每个方形InGaAs的面积小于等于每个像素的面积(或者，InGaAs剩余面积(即所有方形InGaAs面积的之和)小于等于所有像素的面积之和)；

(3)完成P型接触区光刻后，在裸露的表面上沉积掩膜层；

(4)在掩膜层上做扩散区光刻，可以通过刻蚀除去与像素区域以及隔离相邻像素的格栅区域相对应的掩膜层，再对除去掩膜层的区域进行Zn扩散直至扩散至InGaAs吸收层，含有Zn掺杂的区域形成P型掺杂区；

(5)在掩膜层上做N型接触区光刻，之后可以通过湿法腐蚀完全除去与N型接触区相对应的InGaAs接触层、N型InP帽层以及InGaAs吸收层，在P型掺杂区四周形成N型接触区；

(6)完成N型接触区的制备后，在裸露的表面上沉积钝化膜；然后在钝化膜上做欧姆接触区光刻，可以通过刻蚀除去P型掺杂区表面部分钝化膜以形成P型与N型欧姆接触区；

(7)在P型与N型欧姆接触区通过溅射金属形成P区与N区金属电极区；

可以先在P型与N型欧姆接触区进行电极图形光刻，然后按顺序依次溅射Ti金属层、Pt金属层、Au金属层作为P型金属，剥离形成P区与N区金属电极区；