【技术实现步骤摘要】
：本专利技术涉及光电探测器，具体涉及一种吸收区全耗尽高温运行中波雪崩探测器结构的制备方法
技术介绍
0、技术背景：
1、中波红外探测器(mwir)被广泛应用于各个领域，包括导弹预警和跟踪、夜视成像、目标识别、环境监测、天文观测、科学研究以及医疗和生物应用。然而，大气中的二氧化碳和水蒸气造成的光吸收会大大衰减系统信号。此外，在弱光和复杂环境中实现对微弱目标的精确长距离探测和跟踪，需要能够在探测过程中放大信号的设备，以提高接收器输出端的信噪比。雪崩光电二极管(apd)将探测级和固有增益级集成到一个器件中，大大提高了探测精度和分辨率，因此在此类微弱信号应用系统中发挥着至关重要的作用。mwir apd器件通常在低温工作，为降低成本和功耗，使其更适合苛刻的环境，并为扩展其在商业、科学和民用领域的通用性铺平道路，mwir apd系统需在更高温度下工作。因此，下一代mwir apd的开发必须同时具备高温工作(hot)、低暗电流和低过量噪声等特性。
2、碲镉汞(hg1-xcdxte)mwir apd作为目前最成熟的雪崩探测器，具有单载流子碰撞电离、指数高增益、极低过剩噪声等特性。但目前的平面型同质结构hgcdte mwir apd通常在液氮低温工作，受高电子扩散电流限制无法在更高温度工作。而且，目前国内外尚未见到实现高温运行的中波雪崩探测器结构的相关文献报道。
技术实现思路
0、
技术实现思路
：
1、本专利技术的目的是提供一种吸收区全耗尽高温运行中波雪崩探测器结构
2、为实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：
3、一种吸收区全耗尽高温运行中波雪崩探测器结构的制备方法，包括如下步骤：
4、第一步，碲镉汞材料背面/表面互扩散：对在cdznte衬底上生长的碲镉汞材料进行互扩散退火处理，得到组分梯度变化的表面钝化层与背面组分梯度区域，同时对陪片进行sims标定；
5、第二步，进行p+型退火掺杂进行p+型退火掺杂：对互扩散后的材料进行的p型hg空位掺杂；
6、第三步，光刻离子注入孔：在已经制备zns阻挡层和对准标记的碲镉汞异质材料上，采用正性光刻胶光刻获得离子注入孔；
7、第四步，硼离子注入，注入后在丙酮中浸泡去除光刻胶，在纯盐酸中浸泡去除表面zns阻挡层，获得n+区；
8、第五步，快速推结退火，根据sims标定组分分布获得n-倍增区；
9、第六步，钝化及腐蚀p+/n+电极孔：采用cdte/zns双层钝化工艺；采用正性光刻胶光刻在每个注入孔以及p型区域开出腐蚀电极孔，冰点纯盐酸与氢溴酸中腐蚀；
10、第七步，金属电极制备：使用电子束蒸发设备制备厚度分别为50nm/100nm的cr/au，之后在丙酮中浸泡，再进行金属剥离和去除光刻胶；
11、第八步，倒焊in柱制备：采用正性光刻胶光刻在每个注入区电极孔与公共电极开出in柱制备区，先采用电子束蒸发制备厚度分别为100nm/100nm的ubm金属cr/au，之后在ubm金属cr/au热蒸发in柱，制作后在丙酮中浸泡，再进行金属剥离和去除光刻胶；
12、第九步，器件倒焊：将第八步制作完成的结构与外部宝石基板经in柱倒焊互连；
13、第十步，电流-电压与倍增增益测试：使用变温杜瓦测试系统对不同面积器件测试光/暗电流-电压特性。
14、所述互扩散退火处理的温度为300-500℃，时间为1h-48h。
15、所述p+型退火处理的温度为250-400℃，时间为24h-72h。
16、所述离子注入孔尺寸范围为5μm-50μm。
17、所述硼离子能量为120-180kev，剂量为1×1013-1×1015cm-2，束流为50-200μa。
18、所述推结退火温度为150-250℃，时间为120-250s。
19、所述推结退火后n-倍增区宽度为1-4μm。
20、本专利技术的有益效果如下：1、本专利技术采用背部高组分互扩散的碲镉汞材料，经离子注入形成n+区后推结退火形成雪崩探测器n-倍增区，通过控制推结退火时间与温度，使倍增区集中在低组分区以获得最大增益与中波响应，而吸收区禁带宽度差异形成的内建电场耗尽吸收区厚度，器件通过减弱扩散电流形成高温运行中波雪崩探测器；2、巧妙地通过在常规碲镉汞雪崩探测器结构中引入组分梯度分布，吸收区内建电场实现吸收区全耗尽状态，解决现有同质结构暗电流电子扩散的限制，倍增区采用窄禁带宽度材料实现更大的增益；3、结构突破同质结中波雪崩探测器高温暗电流限制，结合碲镉汞组分可调、晶格匹配、增益高、单载流子倍增等特点，可实现高温运行、低噪声、低暗电流、高增益的中波雪崩探测器器件；4、本专利技术制备的中波雪崩探测器具有原理清晰、工艺简单、操作便捷、判定结果直观和市场应用潜力大等特点。
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1.一种吸收区全耗尽高温运行中波雪崩探测器结构的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的吸收区全耗尽高温运行中波雪崩探测器结构的制备方法，其特征在于：所述互扩散退火处理的温度为300-500℃，时间为1h-48h。
3.根据权利要求1所述吸收区全耗尽高温运行中波雪崩探测器结构的制备方法，其特征在于：所述p+型退火处理的温度为250-400℃，时间为24h-72h。
4.根据权利要求1所述所述的吸收区全耗尽高温运行中波雪崩探测器结构的制备方法，其特征在于：所述离子注入孔尺寸范围为5μm-50μm。
5.根据权利要求1所述所述的吸收区全耗尽高温运行中波雪崩探测器结构的制备方法，其特征在于：所述硼离子能量为120-180KeV，剂量为1×1013-1×1015cm-2，束流为50-200μA。
6.根据权利要求1所述的吸收区全耗尽高温运行中波雪崩探测器结构的制备方法，其特征在于：所述推结退火温度为150-250℃，时间为120-250s。
7.根据权利要求1所述的吸收区全耗尽高温运行中波雪崩探
...【技术特征摘要】
1.一种吸收区全耗尽高温运行中波雪崩探测器结构的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的吸收区全耗尽高温运行中波雪崩探测器结构的制备方法，其特征在于：所述互扩散退火处理的温度为300-500℃，时间为1h-48h。
3.根据权利要求1所述吸收区全耗尽高温运行中波雪崩探测器结构的制备方法，其特征在于：所述p+型退火处理的温度为250-400℃，时间为24h-72h。
4.根据权利要求1所述所述的吸收区全耗尽高温运行中波雪崩探测器结构的制备方法，其特征在于：所述离子注入孔尺寸...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱立祁，林春，林加木，王溪，周松敏，黄健，陈路，何力，
申请(专利权)人：中国科学院上海技术物理研究所，
类型：发明
国别省市：
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