[发明专利]一种双面环形Ge基长波红外和太赫兹探测器和制备方法

权利要求书

1.一种双面环形Ge基长波红外和太赫兹探测器，包括Ge基底(1)、上吸收区(2)、上阻挡区(4)、上吸收区电极(6)、上阻挡区电极(8)、下吸收区(3)、下阻挡区(5)、下吸收区电极(7)、下阻挡区电极(9)、吸收区串联端(10)和阻挡区串联端(11)，其特征在于：

所述的环形的上吸收区(2)和上阻挡区(4)代替了传统BIB探测器的背靠背结构，将耗尽区的长度增加了3倍；

探测器双面结构采用镜像方式，即上吸收区(2)、上阻挡区(4)、上吸收区电极(6)和上阻挡区电极(8)分别位于下吸收区(3)、下阻挡区(5)、下吸收区电极(7)和下阻挡区电极(9)的正上方；

所述的上吸收区电极(6)和下吸收区电极(7)为环形，上阻挡区电极(8)和下阻挡区电极(9)位于分别位于上阻挡区(4)和下阻挡区(5)的中心位置；

所述的上吸收区电极(6)和下吸收区电极(7)连接为吸收区串联端(10)，上阻挡区电极(8)和下阻挡区电极(9)连接为阻挡区串联端(11)；

所述的探测器的工作方式在于：吸收区串联端(10)和阻挡区串联端(11)分别施加固定大小的偏压，被探测光入射至上层器件表面，并穿透基底(1)后入射至下层器件，通过监测电流的变化来探测入射光。

2.根据权利要求1所述的双面环形Ge基长波红外和太赫兹探测器，其特征在于：

所述的Ge基底(1)是高阻型半导体材料，载流子浓度范围为1×10¹²～5×10¹⁴cm^-3。

3.根据权利要求1所述的双面环形Ge基长波红外和太赫兹探测器，其特征在于：

所述的上吸收区(2)和下吸收区(3)的杂质类型一般为B、P和Ga，载流子浓度范围为5×10¹⁶～1×10¹⁸cm^-3，上吸收区(2)和下吸收区(3)的边长范围为90～900μm。

4.根据权利要求1所述的双面环形Ge基长波红外和太赫兹探测器，其特征在于：

所述的上阻挡区(4)和下阻挡区(5)的边长范围为30～50μm。

5.一种制备如权利要求1所述的双面环形Ge基长波红外和太赫兹探测器的方法，其特征在于包括如下步骤：

①利用光刻工艺在高阻Ge基底(1)上表面形成掩膜层(12)，接着离子注入吸收杂质形成上吸收区(2)；

②采用与步骤①相同的工艺在Ge基底(1)下表面制备下吸收区(3)；

③利用光刻工艺在Ge基底(1)上表面形成掩膜层(13)，接着离子注入重掺杂杂质形成上吸收电极区(6)和上阻挡区电极(8)；

④采用与步骤③相同的工艺在Ge基底(1)下表面制备下吸收电极区(7)和下阻挡区电极(9)；

⑤将上吸收区电极(6)和下吸收区电极(7)连接起来形成吸收区串联端(10)，上阻挡区电极(8)和下阻挡区电极(9)连接起来形成吸收区串联端(11)。