[发明专利]一种平面型子像元结构铟镓砷红外探测器芯片

摘要

本发明公开了一种平面型子像元结构铟镓砷红外探测器芯片。红外探测器芯片在结构上主要包括子像元结构的PN结区和载流子侧向收集区。本专利引入了子像元结构，利用了载流子的侧向收集效应，产生在载流子侧向收集区的光生载流子可以被相邻的子像元有效吸收，在探测器量子效率不降低的前提下，光敏元响应均匀。另外，这种结构减少了扩散区域从而有效地减少了扩散热损伤，并引入双层钝化工艺减小表面复合，增加少数载流子的寿命、降低器件的暗电流；对于线列探测器，这种结构可以有效地降低盲元率，抑制光敏元扩大和串音。本设计是一种可以抑制串音、降低器件盲元率及器件暗电流的新型平面型器件结构。

主权项

一种平面型子像元结构铟镓砷红外探测器芯片，在InP衬底(1)上通过外延方法依次生长N型InP层(2)、铟镓砷本征吸收层(3)、N型InP帽层(4)和生长氮化硅扩散掩膜层(5)，然后腐蚀扩散掩膜层形成子像元扩散窗口区(6)，扩散形成子像元PN结区(7)和载流子侧向收集区(8)，在光敏元的两端生长单层Au形成P电极(9)，在芯片表面淀积二氧化硅形成增透层(10)，通过常规湿法腐蚀工艺打开P电极(9)孔，依次生长Cr、Au形成环形遮盖电极作为加厚电极(11)将所有子像元的P电极(9)引出并相连，芯片背面抛光后生长单层Au形成N电极(12)；其特征在于：A.所述的子像元扩散窗口区(6)形状为矩形，数量大于等于2，一字型并排，其间距相同，控制为10～30μm；B.所述的P电极(9)生长在子像元两端，并使用加厚电极(11)将两端的P电极连接；加厚电极为环形遮盖电极，内围尺寸与整个器件的光敏元大小保持一致；C.所述的子像元PN结区(7)为浅结，深度大于N型InP帽层(4)的厚度0.1～0.2μm；D.所述的铟镓砷本征吸收层(3)厚度为1～3μm。