[实用新型]像元偏压可控的铟镓砷阵列光敏芯片

说明书

本实用新型公开了一种像元偏压可控的铟镓砷光敏芯片，所述铟镓砷光敏芯片包括依次设置于衬底的缓冲层、吸收层、帽层、钝化层、电极层以及像元阵列，所述像元阵列包含多个像元，每个像元之间电极独立；所述每个像元内的电极独立。本实用新型的像元偏压可控的铟镓砷阵列光敏芯片及其制备方法通过合理地设置阵列中各像元间的隔离结构，可对像元形成独立可控的偏压用于读取相应的电信号，从而获取感光探测数据。同时，外接电路也可根据实际应用场景自定义对接电极层中的若干电极，以获取需要的像元参数。本实施例通过像元的偏压独立控制以及像元信号片上均匀性校正，显著地提高了红外探测的准确性及模块化工作的可操作性。

技术领域

本实用新型涉及半导体技术领域，尤其涉及一种像元偏压可控的铟镓砷阵列光敏芯片及其制备方法。

背景技术

铟镓砷探测器凭借其可近室温工作、高探测率、高可靠性成为短波江外探测的理想选择，基于该类探测器的短波红外成像技术在航天遥感、安防监控、工业检测、医疗影像等领域具有重要的应用价值。并且随着微纳制造技术的不断发展，通过与微透镜、滤光微结构、微型偏振片等光学调制结构的组合可实现多光谱及偏振探测，进一步拓宽了短波红外探测技术的应用领域。

对于常规铟镓砷阵列探测器，为了实现较高的占空因子，通常采用共N 电极或共P电极设计，从而减少信号输入端口的数量，但在某些应用场景中，如一个光敏芯片与多个入射光调制结构进行耦合时，常规铟镓砷阵列探测器无法实现分区域的模块化偏压调控，从而难以满足不同有效信号的探测。同时由于受到芯片制造过程中工艺均匀性的影响，为了准确获取场景中的短波红外信号，通常需在后端系统中进行均匀性校正，这也一定程度上增加了后端信号处理量、降低了成像速度。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有技术中铟镓砷阵列探测器为实现较高的占空因子而难以满足不同有效信号的探测的缺陷，提供一种像元偏压可控的铟镓砷阵列光敏芯片及其制备方法。

本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

本实用新型提供了一种像元偏压可控的铟镓砷光敏芯片，所述铟镓砷光敏芯片包括依次设置于衬底的缓冲层、吸收层、帽层、钝化层、电极层以及像元阵列，所述像元阵列包含多个像元，每个像元之间电极独立；所述每个像元内的电极独立。

较佳地，所述每个像元之间的所述帽层、所述吸收层和所述缓冲层不接触；

所述每个像元包括感光区和非感光区，所述感光区和所述非感光区之间的所述帽层、所述吸收层不接触。

较佳地，所述衬底、所述缓冲层、所述帽层均为InP材料；所述吸收层为InGaAs材料；所述钝化层为氮化硅材料。

较佳地，

所述衬底为半绝缘型材料；

和/或，

所述缓冲层为n型材料；

和/或，

所述吸收层为n型材料。

较佳地，

所述缓冲层的电子浓度范围包括1×10¹⁸cm^-3-5×10¹⁸cm^-3；

和/或，

所述吸收层的电子浓度范围包括1×10¹⁵cm^-3-1×10¹⁷cm^-3。

较佳地，

所述衬底的厚度范围包括300μm-800μm；

和/或，

所述缓冲层的厚度范围包括1μm-3μm；