[发明专利]超晶格中长波双波段红外探测器芯片及其制备方法

权利要求书

1.一种超晶格中长波双波段红外探测器芯片制备方法，其特征在于，包括：

提供InAs衬底，其晶体取向为（111）面，在所述衬底上生长双波段叠层锑化物超晶格材料，台面腐蚀后对双波段叠层高台面进行复合钝化工艺形成复合钝化薄膜，在所述衬底上生长双波段叠层锑化物超晶格材料的方法包括：

在所述衬底上依次生长第一n型掺杂层和中波波段吸收层；

在所述中波波段吸收层依次生长P型掺杂层和长波波段吸收层；

在所述长波波段吸收层生长第二n型掺杂层；

其中，所述复合钝化工艺包括：

提供一阳极硫化电解液，所述阳极硫化电解液包括混合的无水硫化钠和二甲基亚砜溶液；

利用所述阳极硫化电解液进行阳极硫化处理，在所述双波段叠层高台面上生长硫化物薄膜，使所述硫化物薄膜覆盖高台面，并从高台面上向高台面的侧壁向下沿伸；

在所述硫化物薄膜上沉积Al₂O₃薄膜形成复合钝化薄膜，所述Al₂O₃薄膜的厚度为40nm-60nm。

2.如权利要求1所述的超晶格中长波双波段红外探测器芯片制备方法，其特征在于，利用所述阳极硫化电解液进行阳极硫化处理，在所述双波段叠层高台面上生长硫化物薄膜的方法包括：

将双波段叠层高台面进行腐蚀处理，并对腐蚀处理后的台面进行第一次清洗；

将阳极硫化电解液加入阳极化装置中，使用恒流电源在双波段叠层高台面上生长致密的硫化物薄膜，生长结束后进行第二次清洗。

3.如权利要求1或2所述的超晶格中长波双波段红外探测器芯片制备方法，其特征在于：所述无水硫化钠和二甲基亚砜溶液的重量配比为4%-6%。

4.如权利要求1所述的超晶格中长波双波段红外探测器芯片制备方法，其特征在于，在所述硫化物薄膜上采用原子层沉积工艺沉积Al₂O₃薄膜包括：

S1：向生长室通入载气Ar和O₂；

S2：利用载气将三甲基铝送入生长室中，利用自限性使得三甲基铝附着在硫化物薄膜表面，持续通入Ar和O₂吹扫多余的三甲基铝，持续时间为20-40s；

S3：打开射频功率源的开关产生等离子体，在硫化物薄膜上沉积Al₂O₃薄膜，其中芯片衬底加热温度为85-95 C°，射频功率源的功率设定为200-400W；

S4：持续通入Ar和O₂吹扫生长室，完成一个周期的生长，吹扫时间持续3-8s，重复步骤S2-S4，直至完成Al₂O₃薄膜所需厚度的生长。

5.如权利要求1所述的超晶格中长波双波段红外探测器芯片制备方法，其特征在于，在所述硫化物薄膜上沉积Al₂O₃薄膜形成复合钝化薄膜后，在所述复合钝化薄膜上蚀刻出欧姆接触窗口，并在所述欧姆接触窗口的位置沉积金属电极区。

6.一种超晶格中长波双波段红外探测器芯片，其特征在于，其是通过如权利要求1-5任一项所述的超晶格中长波双波段红外探测器芯片制备方法制得。

7.如权利要求6所述的超晶格中长波双波段红外探测器芯片，其特征在于，其结构包括：

InAs衬底；

第一n型掺杂层，其形成于所述衬底上；

中波波段吸收层，其形成于所述第一n型掺杂层上；

P型掺杂层，其形成于所述中波波段吸收层上；

长波波段吸收层，其形成于所述P型掺杂层上；

第二n型掺杂层，其形成于所述长波波段吸收层上；

硫化物薄膜，其形成于所述第二n型掺杂层上；

Al₂O₃薄膜，其形成于所述硫化物薄膜上。