3－5μm硅锗/硅异质结内发射红外探测器及其制备方法

摘要

本发明属红外探测器技术领域，具体为一种3-5μm SiGe/Si异质结内发射红外探测器。其中的红外探测窗口为由分子束外延生长的Si_1-xGe_x/Si异质结材料。该红外探测器工作波段为3-5μm，工作温度为80K，最高可达到105K，具有良好的性能。例在室温环境中可以用液态氮作致冷剂进行工作，而在太空中(温度为105K)则不需要任何制冷剂而工作；探测器还具有高的黑体响应率和黑体探测率；可采用大尺寸硅片研制；成品率高，均匀性好，适宜于制作大规模红外探测器焦平面阵列；有优越的性能价格比。

主权项

1、一种SiGe/Si异质结内光电发射红外探测器，由硅衬底片、及硅衬底片上制作的SiO2层、硼扩散区、淡磷扩散区、浓磷扩散区、红外探测窗口和电极组成，其特征在于所述红外探测窗口是采用分子束外延生长的Si1-xGex/Si异质结材料；合金Si1-xGex中，0.45≤x≤0.55，厚度为100-120埃，p型掺杂源为B2O3，p型掺杂浓度为1020/cm3数量级；其中，在所述硅衬底片上热氧化生长一层SiO2层，光刻该二氧化硅层并利用扩散技术制作方形环状的所述硼扩散区(p+)，该方形环状硼扩散区宽度为6±2μm，方块电阻为10-20Ω/□，结深为2±0.1μm；在硼扩散区(p+)内周边所包围的区域内，有一用光刻和扩散技术制作的方形环状的所述淡磷扩散区(n)，该方形环状扩散区的宽度为6±2μm，方块电阻为450-500Ω/□，结深为1±0.1μm；在所述淡磷扩散区上侧处有一用光刻和扩散技术制作的所述浓磷扩散区(n+)，该浓磷扩散区(n+)的方块电阻为4-6Ω/□，结深为1±0.1μm；在所述硅衬底片的中央处有一方形光敏区(G)，在光敏区内由分子束外延技术生长有所述Si1-xGex合金；在整个表面上覆盖有一层用等离子增强化学汽相淀积技术淀积的SiO2，其厚度为7000-10000埃；在所述硼扩散区(p+)与所述浓磷扩散区(n+)上光刻有二引线孔(C，C’)；在二引线孔(C，C’)处制作有所述铝电极(T)，厚度为2.2±0.3μm；在整个表面上淀积有钝化用的介质层。