[发明专利]二类超晶格双色红外探测器及其制备方法

说明书

本发明公开了一种二类超晶格双色红外探测器及其制备方法，二类超晶格双色红外探测器，包括：读出电路；衬底，与读出电路相对且间隔排布；阵列设置于读出电路与衬底之间的多个台面像元结构，从读出电路至衬底的方向上，台面像元结构依次包括第一N型结构层、P型中间层、第二N型结构层，第二N型结构层与衬底连接；每个第一N型结构层均通过一个第一电极与读出电路电连接，每个第二N型结构层均通过一个第二电极与读出电路电连接；衬底远离台面像元结构的一侧设有网状电极，每个P型中间层均通过一个第三电极与网状电极电连接，网状电极通过一个第四电极与读出电路电连接。采用本发明，可以降低二类超晶格双色红外探测器芯片单面电极点的密度，降低互连封装难度。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种二类超晶格双色红外探测器及其制备方法。

背景技术

红外焦平面探测技术具有光谱响应波段宽、可获得更多地面目标信息、能昼夜工作等显著优点，广泛应用于农牧业、森林资源的调查、开发和管理、气象预报、地热分布、地震、火山活动，太空天文探测等领域。

二类超晶格双色红外探测器是红外探测技术的代表产品之一，并且是新一代红外探测器的发展方向，其制备所需的二类超晶格材料为三层结构。探测器制备过程中先需要分别将二类超晶格材料所包含的不同响应波段的n型材料层(例如：MW，LW)通过电极引出，然后与读出电路(ROIC)互连，同时读出电路还要跟每个像元的p型材料层互连，如图7所示。因此器件结构复杂封装难度极大，像元中心间距小于25微米的探测器无法完成制备和封装。

发明内容

本发明实施例提供一种二类超晶格双色红外探测器及其制备方法，用以解决现有技术中像元中心间距过小时，探测器制备困难的问题。

根据本发明实施例的二类超晶格双色红外探测器，包括：

读出电路；

衬底，与所述读出电路相对且间隔排布；

阵列设置于所述读出电路与所述衬底之间的多个台面像元结构，从所述读出电路至所述衬底的方向上，所述台面像元结构依次包括第一N型结构层、P型中间层、第二N型结构层，所述第二N型结构层与所述衬底连接；

每个所述第一N型结构层均通过一个第一电极与所述读出电路电连接，每个所述第二N型结构层均通过一个第二电极与所述读出电路电连接；

所述衬底远离所述台面像元结构的一侧设有网状电极，每个所述P型中间层均通过一个第三电极与所述网状电极电连接，所述网状电极通过一个第四电极与所述读出电路电连接。

根据本发明的一些实施例，所述网状电极限定出多个相互电连接的电极网格，每个所述电极网格下面对应一个台面像元结构，每个所述P型中间层通过一个第三电极与其对应的电极网格电连接。

根据本发明的一些实施例，每个所述第二N型结构层对应设置一个第一贯通孔，从所述衬底至所述读出电路的方向上，所述第一贯通孔贯通所述第二N型结构层；

每个所述电极网格内对应设置一个贯通衬底的第二贯通孔；

每个所述第三电极的一端与一个电极网格电连接、另一端依次穿过所述第二贯通孔和所述第一贯通孔后与所述P型中间层电连接。

根据本发明的一些实施例，所述网状电极包括：

矩形电极框，包括依次首尾连接的第一电极线、第二电极线、第三电极线和第四电极线，所述第一电极线和所述第三电极线均沿第一方向延伸，所述第二电极线和所述第四电极线均沿第二方向延伸，所述第一方向与所述第二方向垂直；

位于所述矩形电极框内且间隔排布的多条第五电极线，每条所述第五电极线均与所述第一电极线平行，且每条所述第一电极线的两端分别与所述第二电极线和所述第四电极线连接；