【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光电探测器，具体来说涉及一种gao-ingaas四波段光电探测器及其制备方法。
技术介绍
1、目标信息的增加可以有效降低探测系统的虚警率，提高其抗干扰能力和可靠性。因此，多波段光电探测器应运而生。例如，现有技术中在“尾刺”地空导弹的导引头上同时安装了紫外和红外光电探测器，实现了紫外/红外双色制导，能够有效对抗机载有源干扰及红外诱饵弹。在红外激光光谱法(tdlas)气体探测器里增加紫外光电探测器，可以同时实现电晕探测和火焰预警，进一步提高应急措施的有效性。在光通信领域，增加紫外波段光电探测器，可以实现双波段耦合的加密通信，有效提高特殊通讯的安全性。
2、基于ingaas吸收层的光电探测器一般工作在900-1700nm短波红外波段，在除去inp窗口后，可以拓展到500nm的可见光波段，而通过异变外延层等技术调节ingaas中的in组分后，可以拓展到2600nm波段，在激光通讯、气体探测、卫星遥感、红外制导和红外识别等领域具有广阔的应用空间。因此，ingaas探测器的研发具有一定的意义。相较之下，紫外光电探测器的材料和器件仍处于研发阶段。其中，日盲紫外光电探测器可以无需滤光片即可屏蔽波长大于280nm的紫外光、可见光和红外光，免受近地日光背景的影响，因此，是紫外探测器的重点研究对象之一，常用吸收层材料为超宽带隙半导体材料，如氧化镓(gao)。
3、然而，传统的多波段光电探测器，如si-ingaas可见光-短波红外双波段光电探测器，一般采用分别探测光信号的方法，即使采用芯片金属键合等工艺集成后，仍然
技术实现思路
1、为了解决上述技术方案的不足，本专利技术的目的在于提供一种gao-ingaas四波段光电探测器的制备方法。
2、本专利技术的另一目的在于提供上述制备方法得到的gao-ingaas四波段光电探测器。
3、本专利技术的目的是通过下述技术方案予以实现的。
4、一种gao-ingaas四波段光电探测器的制备方法，包括以下步骤：
5、步骤一：利用mocvd或者mbe的沉积方式在n型inp衬底上依次生长n型inp缓冲层、n型inasp异变缓冲层、p型inasp底部接触层、非故意掺杂ingaas吸收层和n型inasp盖层；
6、步骤二：利用磁控溅射的方法在所述n型inasp盖层的上表面淀积gao薄膜；
7、步骤三：利用光刻胶在所述gao薄膜的上表面形成mesa图形，在未涂光刻胶的gao薄膜上，利用干法刻蚀或者湿法刻蚀向下腐蚀，腐蚀停止在p型inasp底部接触层中，腐蚀完成后，去除光刻胶，形成mesa凸台区域；
8、步骤四：利用旋涂的方法在所述mesa凸台区域的顶部的外缘涂抹一圈pbo或bcb光敏环氧树脂材料，以及外侧面和底部外缘涂抹pbo或bcb光敏环氧树脂材料，在所有pbo或bcb光敏环氧树脂材料的外表面利用光刻法进行曝光和显影，形成环氧树脂图形，对环氧树脂图形进行固化处理，形成对mesa凸台侧壁的钝化保护；
9、步骤五：利用pecvd(化学气相沉积)、磁控溅射、电子束蒸发或者热蒸发的方法在所有裸露在外的上表面淀积多层减反膜；
10、步骤六：利用光刻胶在所述mesa凸台顶部的减反膜上表面形成n型via孔洞图形，在环绕mesa凸台的p型inasp底部接触区域顶部的减反膜上表面形成p型via孔洞图形，利用刻蚀的方法去除n型via孔洞图形和p型via孔洞图形上的减反膜，使得下方的gao薄膜和p型inasp底部接触层均暴露出来，刻蚀完成后去除光刻胶，在gao薄膜上形成n型via孔洞，在p型inasp底部接触层的上形成p型via孔洞；
11、步骤七：利用光刻胶在n型via孔洞的上方形成n金属图形，利用电子束蒸发或者磁控溅射在n金属图形上蒸镀金属并进行金属剥离、退火，得到n金属电极，n金属电极和gao薄膜的接触为欧姆接触；
12、步骤八：利用光刻胶在所述p型via孔洞的上方形成p金属图形，利用电子束蒸发或者磁控溅射在p金属图形上蒸镀金属并进行金属剥离，退火，得到p金属电极，p金属电极和p型inasp底部接触层的接触为欧姆接触；
13、步骤九：在所述在n型inp衬底的背面进行减薄和抛光。
14、在上述技术方案中，所述步骤一中，所述n型inp缓冲层的厚度为0.5～2μm，掺杂浓度为1×1017/cm3～2×1018/cm3。
15、在上述技术方案中，所述步骤一中，所述n型inasp异变缓冲层为as组分和p组分阶梯变化的多层inasp层，自下而上as的组分逐渐升高，p的组分逐渐降低；n型inasp异变缓冲层的层数大于等于5小于等于30，每层的厚度均为0.1～2μm，且每2层inasp异变缓冲层之间的晶格失配不高于0.25％，n型inasp异变缓冲层的最下层和n型inp衬底之间的晶格失配不高于0.5％。
16、在上述技术方案中，所述步骤一中，p型inasp底部接触层的晶格常数与n型inasp异变缓冲层最上层的晶格常数相同，p型inasp底部接触层的厚度为0.5～5μm，掺杂浓度为1×1017/cm3～5×1018/cm3。
17、在上述技术方案中，所述步骤一中，所述非故意掺杂ingaas吸收层中in组分大于等于80％，其室温荧光(pl)波长大于等于2450nm，其室温截止波长大于2500nm，所述非故意掺杂ingaas吸收层的晶格常数与p型inasp底部接触层的晶格常数相同，非故意掺杂ingaas吸收层的厚度为1～5μm，非故意掺杂ingaas吸收层可以对500～2600nm波段的可见光、短波红外光和拓展波长短波红外光三个波段的光实现有效吸收。
18、在上述技术方案中，所述步骤一中，n型inasp盖层的晶格常数与非故意掺杂ingaas吸收层匹配，n型inasp盖层的厚度为0.1～1μm，n型inasp盖层的厚度为小于1μm，以避免其对可见光和短波红外光进行过多的吸收而造成探测器整体吸收效率的损失。
19、在上述技术方案中，所述步骤二中，所述gao薄膜中氧和镓的原子比为1.2～1.5，gao薄膜为n型半导体材料，通过控制氧空位的浓度来调节电子浓度和光学带隙，gao薄膜的室温荧光波长小于等于255nm，室温截止波长小于等于280nm，处于日盲紫外波段；所述gao薄膜的厚度为0.1～1μm，电子浓度为1×1014/cm3～1×1018/cm3。
20、在上述技术方案中，所述步骤三中，所述mesa图形为圆形或者方形，其直径或边长均为10～5000μm。
21、在上述技术方案中，所述步骤四中，涂抹的所述pbo或bcb光敏环氧树脂材料的厚度为小于等于1本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种GaO-InGaAs四波段光电探测器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤一中，所述N型InP缓冲层的厚度为0.5～2μm，掺杂浓度为1×1017/cm3～2×1018/cm3。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤一中，所述N型InAsP异变缓冲层为As组分和P组分阶梯变化的多层InAsP层，自下而上As的组分逐渐升高，P的组分逐渐降低；N型InAsP异变缓冲层的层数大于等于5小于等于30，每层的厚度均为0.1～2μm，且每2层InAsP异变缓冲层之间的晶格失配不高于0.25％，N型InAsP异变缓冲层的最下层和N型InP衬底之间的晶格失配不高于0.5％。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤一中，P型InAsP底部接触层的晶格常数与N型InAsP异变缓冲层最上层的晶格常数相同，P型InAsP底部接触层的厚度为0.5～5μm，掺杂浓度为1×1017/cm3～5×1018/cm3。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤一中，N型InAsP盖层的晶格常数与非故意掺杂InGaAs吸收层匹配，N型InAsP盖层的厚度为0.1～1μm，N型InAsP盖层的厚度为小于1μm，以避免其对可见光和短波红外光进行过多的吸收而造成探测器整体吸收效率的损失。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤二中，所述GaO薄膜中氧和镓的原子比为1.2～1.5，GaO薄膜为N型半导体材料，通过控制氧空位的浓度来调节电子浓度和光学带隙，GaO薄膜的室温荧光波长小于等于255nm，室温截止波长小于等于280nm，处于日盲紫外波段；所述GaO薄膜的厚度为0.1～1μm，电子浓度为1×1014/cm3～1×1018/cm3。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤三中，所述Mesa图形为圆形或者方形，其直径或边长均为10～5000μm。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤四中，涂抹的所述PBO或BCB光敏环氧树脂材料的厚度为小于等于10μm；所述步骤五中，多层所述减反膜的层数大于等于2，其对200～2600nm波长光的透射率大于等于70％。
10.如权利要求1～9中任一所述的制备方法获得的GaO-InGaAs四波段光电探测器。
...【技术特征摘要】
1.一种gao-ingaas四波段光电探测器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤一中，所述n型inp缓冲层的厚度为0.5～2μm，掺杂浓度为1×1017/cm3～2×1018/cm3。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤一中，所述n型inasp异变缓冲层为as组分和p组分阶梯变化的多层inasp层，自下而上as的组分逐渐升高，p的组分逐渐降低；n型inasp异变缓冲层的层数大于等于5小于等于30，每层的厚度均为0.1～2μm，且每2层inasp异变缓冲层之间的晶格失配不高于0.25％，n型inasp异变缓冲层的最下层和n型inp衬底之间的晶格失配不高于0.5％。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤一中，p型inasp底部接触层的晶格常数与n型inasp异变缓冲层最上层的晶格常数相同，p型inasp底部接触层的厚度为0.5～5μm，掺杂浓度为1×1017/cm3～5×1018/cm3。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤一中，所述非故意掺杂ingaas吸收层中in组分大于等于80％，其室温荧光(pl)波长大于等于2450nm，其室温截止波长大于2500nm，所述非故意掺杂ingaas吸收层的晶格常数与p型inasp底部接触层的晶格常数相同，非故意掺杂ingaas吸收层的厚度为1～5μm，非故意...
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