[发明专利]红外探测器

权利要求书

1.一种红外探测器，包括：

N型硅衬底；

光吸收层，设置于所述N型硅衬底上的部分区域，适用于吸收入射光；

P型掺杂层，设置于所述光吸收层上，所述P型掺杂层设置有一凹陷区，所述凹陷区暴露所述光吸收层；

光栅结构，设置于所述凹陷区内，所述光栅结构和P型掺杂层都与所述光吸收层顶部相连，所述光栅结构适用于通过对所述入射光进行折射以改变所述入射光的角度，使所述入射光沿所述光吸收层的水平方向传播。

2.根据权利要求1所述的红外探测器，其中，所述光吸收层包括：

锗层，设置于所述N型硅衬底上；

锗锡层，设置于所述锗层上，所述锗锡层与所述锗层相配合以吸收入射的红外光。

3.根据权利要求2所述的红外探测器，其中，所述锗层的厚度为100nm～500nm，所述锗锡层的厚度50nm～500nm，所述锗锡层中锡的组分范围为2％～15％。

4.根据权利要求1所述的红外探测器，其中，所述P型掺杂层的材料为硅或锗，所述P型掺杂层的厚度为100nm～10000nm。

5.根据权利要求1所述的红外探测器，其中，所述N型硅衬底的载流子浓度范围为10¹⁸cm^-3～10²⁰cm^-3。

6.根据权利要求1所述的红外探测器，其中，在所述P型掺杂层的上表面环绕所述凹陷区设置有第一金属电极，在所述N型硅衬底的环绕所述部分区域的表面上设有环绕所述光吸收层的第二金属电极，在所述光吸收层吸收所述入射光时产生在所述第一金属电极和所述第二金属电极之间流动的光生载流子。

7.根据权利要求1所述的红外探测器，其中，还包括：

绝缘衬底，设置在所述N型硅衬底下方，用于承载所述红外探测器。

8.一种如权利要求1-7所述的红外探测器的制备方法，包括：

形成所述N型硅衬底；

对所述N型硅衬底进行退火工艺处理；

在所述N型硅衬底上依次外延生成所述锗层和锗锡层；

在所述锗锡层上通过离子注入和高温退火工艺形成所述P型掺杂层；

在所述P型掺杂层上通过光刻和刻蚀工艺形成所述凹陷区；

在所述凹陷区内制备所述光栅结构。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其中，还包括：

通过对所述P型掺杂层和光吸收层采用光刻和刻蚀工艺进行刻蚀以使所述N型硅衬底相对于所述锗层形成有所述另一部分区域；

在所述另一部分区域上采用光刻和金属剥离工艺形成所述第二金属电极，所述第二金属电极环绕所述光吸收层设置。

10.根据权利要求8所述的制备方法，其中，所述N型硅衬底在进行退火工艺处理之后需要经过标准清洗工艺进行清洗，在清洗之后经过除气和脱氧处理。