[发明专利]一种红外探测器及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种红外探测器及其制备方法，属于半导体技术领域。

背景技术

红外探测器是将入射的红外辐射信号转变成电信号输出的器件，近年来红外探测器技术得到迅速发展，但是大多数红外探测器需要在低温工作才能获得较高性能，如:锗硅、铝镓砷等都要求在低温下使用，由于需要致冷使得红外系统体积大、笨重、价格昂贵和不利于使用，影响了它们的广泛应用，因此致冷是红外探测器获得广泛应用的主要障碍。因此，人们对室温工作的红外探测器展开了大量深入地研究，如今非致冷已经成为红外探测领域的研究的热点之一。目前，在半导体光伏型红外探测器领域使用的主要材料有镓铟砷GaInAs（中国发明专利CN 104183658 A）,镓铟砷磷GaInAsP、碲镉汞HgCdTe、铅盐化合物及含锑化合物等半导体材料(中国实用新型专利CN 203883014 U)。但这类半导体元器件含有大量的铅、汞、镉、镓、砷等各种对人体有害的物质，这些元素如果进入土壤随雨水渗到地下就会污染水源，最终将危害人类的生存，也不利于半导体材料的可持续发展。目前，红外探测技术存在的主要缺点是:(1)需要制造冷却系统，才能保证红外探测器正常工作;(2)整个红外探测系统体积和重大;(3)探测系统的功耗高;(4)性价比低，而且使用极为不方便;(5)含有对人体有害物质，不利于半导体材料的可持续发展。

发明内容

本发明的目的是：针对现有技术的缺陷，提供一种红外探测器及其制备方法，该方法所使用的材料资源丰富、对环境负荷小，以克服现有技术的不足。

本发明的技术方案

一种红外探测器的制备方法，该方法采用磁控溅射技术在衬底上生长Mg₂Si薄膜，然后在衬底下表面镀一层下电极，在Mg₂Si薄膜上表面上镀一层上电极。

前述的一种红外探测器的制备方法中，所述的衬底采用硅衬底或在衬底上表面镀一层硅膜。

前述的一种红外探测器的制备方法中，在Mg₂Si薄膜上表面度一层减反射层且上电极伸出减反射层。

前述的一种红外探测器的制备方法中，所述的减反射层为一层SiO₂薄膜。

前述的一种红外探测器的制备方法中，所述的下电极由电阻式热蒸发方法在硅衬底下表面蒸镀一层铝膜制成。

前述的一种红外探测器的制备方法中，所述的上电极通过蒸镀Ag膜制成。

前述的一种红外探测器的制备方法中，该方法的具体工艺步骤为：

步骤一、清洗衬底，吹干后备用；

步骤二、衬底采用硅衬底时，在硅衬底上利用磁控溅射方法溅射一层Mg膜；

步骤三、衬底不采用硅衬底时，先在衬底上表面镀一层硅膜，在衬底的硅膜上利用磁控溅射方法溅射一层Mg膜；

步骤四、将衬底上的Mg膜进行退火处理，得到Mg₂Si薄膜，作为红外辐射的吸收层；

步骤五、在Mg₂Si薄膜上溅射一层减反射层；

步骤六、在衬底下面热蒸发一层铝膜作为下接触电极层；

步骤七、在Mg₂Si薄膜上的预留区域热蒸发一层银膜作为上电极层且该上电极伸出减反射层。

一种红外探测器，包括衬底，在衬底上表面设置Mg₂Si薄膜，Mg2Si薄膜上表面连接上电极，在衬底下表面设置下电极。

前述的一种红外探测器中，在Mg₂Si薄膜上表面镀一层减反射层，上电极穿过减反射层。