[发明专利]背电极结构的阻挡杂质带探测器的制造方法

说明书

本发明提供一种背电极结构的阻挡杂质带探测器的制造方法，包括如下步骤：步骤1，制备背电极结构的阻挡杂质带探测器；步骤2，封装完成制备的背电极结构的阻挡杂质带探测器。本发明的有益效果如下：利用银胶将负电极和金属基板粘合在一起，通过引线键合工艺分别在正电极和金属基板处引出金线，分别连接至金属基板的邻近针脚上，避免了传统制备方法需深孔刻蚀负电极，解决了传统刻蚀工艺对器件造成损伤的问题。

技术领域

本发明涉及探测器的制备工艺和封装方法，具体是指背电极结构的阻挡杂质带探测器的制备及封装方法，它适用于制作暗电流低、响应率高的阻挡杂质带探测器。

背景技术

硅基阻挡杂质带探测器的工作波段为5μm～40μm，可实现甚长波至太赫兹波段的探测。其工作机理为：在重掺杂的吸收层上生长一层较薄的本征阻挡层，有效抑制杂质能带产生的暗电流。入射的太赫兹辐射直接透过阻挡层被吸收层吸收，激发杂质带上的电子向导带跃迁，跃迁后的电子通过弯曲的导带被正电极收集，进而完成从光信号到电信号的转化，实现对甚长波至太赫兹波段辐射的探测。阻挡杂质带探测器通常工作在10K及以下的低温环境中，需要液氦制冷，具有灵敏度高、阵列规模大、响应谱段宽等特点，在军事及民用领域有着广泛的应用前景。现有的阻挡杂质带探测器的制备方法是采用外延生长工艺，在硅衬底上生长重掺杂吸收层，在吸收层上再生长阻挡层，利用深孔刻蚀工艺形成的微孔结构作为负电极，表面蒸镀正电极。这种制备方法的缺点是：深孔刻蚀引入的缺陷和杂质导致器件暗电流偏大，同时由于刻蚀深度较深，容易对材料造成损伤；而且现有的封装方法需从微孔中引出金线，具有操作困难，负电极成品率低等问题。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种背电极结构的阻挡杂质带探测器的制造方法。利用银胶将负电极和金属基板粘合在一起，通过引线键合工艺分别在正电极和金属基板处引出金线，分别连接至金属基板的邻近针脚上，避免了传统制备方法需深孔刻蚀负电极，解决了传统刻蚀工艺对器件造成损伤的问题，可降低暗电流；同时，制备背电极结构的器件，避免了传统封装方法需从微孔中引出金线的操作困难，提高了负电极成品率。

为解决上述技术问题，本发明提供的一种背电极结构的阻挡杂质带探测器，包括：高导硅衬底；硅掺磷吸收层，硅掺磷吸收层设置在高导硅衬底上；高纯硅阻挡层，高纯硅阻挡层设置在硅掺磷吸收层上；电极过渡区，电极过渡区设置在高纯硅阻挡层上；正电极区，正电极区设置在电极过渡区上，在正电极区上设有正电极引线；负电极区，负电极区设置在高导硅衬底的底部；金属基板，负电极区通过导电银胶与金属基板连接，在金属基板上设有负电极引线。

优选地，高导硅衬底掺杂砷离子，掺杂浓度为2×10¹⁹cm^-3，厚度为450μm。

优选地，硅掺磷吸收层的厚度为30μm，掺杂浓度为5×10¹⁷cm^-3。

优选地，高纯硅阻挡层表层杂质的浓度低于1×10¹³cm^-3，厚度为5μm，过渡区厚度为3μm。

优选地，正电极区及负电极区分别包括Ti金属膜、Al金属膜、Ni金属膜和Au金属膜，Ti金属膜、Al金属膜、Ni金属膜和Au金属膜的厚度分别为20nm、150nm、30nm和100nm。

优选地，金属基板包括中空的PCB板和金属板。

一种背电极结构的阻挡杂质带探测器的制造方法，包括如下步骤：

步骤1，制备背电极结构的阻挡杂质带探测器；

步骤2，封装完成制备的背电极结构的阻挡杂质带探测器。

优选地，步骤1包括：

步骤1.1，清洗高导硅衬底；