[发明专利]集成硅基可见光探测器阵列器件的制作方法

摘要

集成硅基可见光探测器阵列器件的制作方法，属于光电技术领域。提供了硅基可见光雪崩光电二极管阵列的高集成度以及高集成度的探测单元之间复杂的连接方式的制作工艺方法。本发明的制作方法，先在清洗处理后的衬底材料上沉积外延层作为雪崩层，然后在雪崩层之上沉积场控层，然后在场控层之上沉积吸收层，然后在吸收层之上沉积非耗尽层，然后制备隔离区，然后制备阳极及阳极电极引线，然后制备透光层，然后进行衬底减薄，直至露出隔离区，形成衬底层，最后制备阴极及阴极电极引线，去除基底，得到集成硅基可见光探测器阵列器件。该制作方法制作的阵列器件蓝光响应度高、可见光全波段的量子效率高。

主权项

1.集成硅基可见光探测器阵列器件的制作方法，其特征在于，该阵列器件包括多个探测单元、多个隔离区(9)和多个电极引线(10)；多个探测单元按规则排布形成阵列，每个探测单元包括阳极(1)、非耗尽层(2)、吸收层(3)、场控层(4)、雪崩层(5)、衬底层(6)、阴极(7)和透光层(8)；场控层(4)、吸收层(3)和非耗尽层(2)从下至上依次设置在雪崩层(5)的上表面上；透光层(8)和阳极(1)均设置在非耗尽层(2)的上表面上，阳极(1)的下表面与非耗尽层(2)的上表面接触，透光层(8)的下表面全部与非耗尽层(2)接触或者一部分与非耗尽层(2)接触，剩余部分与阳极(1)的上表面接触；衬底层(6)设置在雪崩层(5)的下表面上；阴极(7)设置在衬底层(6)的下表面上，阴极(7)全覆盖或者部分覆盖衬底层(7)的下表面；隔离区(9)设置在相邻的两个探测单元之间，将相邻的两个探测单元隔离；电极引线(10)设置在隔离区(9)上表面、隔离区(9)下表面或贯穿隔离区(9)，电极引线(10)连接多个探测单元之间的电极；所述探测单元的连接方式为并联，制作步骤如下：步骤一、选取衬底材料，对衬底材料进行清洁处理；步骤二、在清洁处理后的衬底材料上沉积外延层作为雪崩层(5)；步骤三、在雪崩层(5)上表面沉积场控层(4)；步骤四、在场控层(4)上表面沉积吸收层(3)；步骤五、在吸收层(3)上表面沉积非耗尽层(2)；步骤六、在非耗尽层(2)表面制备掩膜图形，制备隔离区域；步骤七、去除掩膜材料，然后制备填充隔离区域的掩膜图形，填充隔离区域，去除掩膜材料，得到隔离区(9)；步骤八、制备阳极(1)及阳极电极引线掩膜图形，制备阳极(1)及阳极电极引线，去除掩膜材料；步骤九、在非耗尽层(2)或非耗尽层(2)和阳极(1)的上表面上制备增透膜的掩膜图形，然后制备增透膜，去除掩膜材料，得到透光层(8)；步骤十、将外延片的正面固定在硬质基底上，然后进行衬底减薄，直至露出隔离区(9)，形成衬底层(6)；步骤十一、制备阴极(7)及阴极电极引线的掩膜，然后制备阴极(7)及阴极电极引线，去除掩膜材料；步骤十二、去除外延片正面固定的硬质基底，完成封装，得到集成硅基可见光探测器阵列器件；所述探测单元的连接方式为串联，将步骤七至步骤十二替换为：步骤七、在带有隔离区域的外延片表面制备掩膜图形，制作绝缘薄膜作为探测单元侧面绝缘层，去除掩膜材料；步骤八、制备阳极(1)及与阳极(1)共面的阳极电极引线的掩膜图形，制备阳极(1)及阳极电极引线，去除掩膜材料；步骤九、采用隔离材料填充隔离区域，形成隔离区(9)；步骤十、在非耗尽层(2)或非耗尽层(2)和阳极(1)的上表面制备增透膜作为透光层(8)；步骤十一、将外延片的正面固定在硬质基底上，然后进行衬底减薄，直至露出隔离区(9)下表面，形成衬底层(6)；步骤十二、在外延片的背面制备阴极(7)及阴极电极引线的掩膜图形，制作阴极(7)及阴极电极引线，去除掩膜材料；步骤十三、去除外延片正面固定的硬质基底，完成封装，得到集成硅基可见光探测器阵列器件。