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公开(公告)号：CN118957749A
公开(公告)日：2024-11-15
申请号：CN202411016947.1
申请日：2024-07-29
Applicant: 中国科学院上海技术物理研究所
IPC: C30B25/18 , H01L31/0304 , H01L31/0352 , C30B25/16 , C30B29/40
Abstract: 本发明公开了一种基于大过冲快速递变的铟镓砷材料结构及其制备方法，所述材料结构自上而下包括InwAl1‑wAs固定组分接触层、InxGa1‑xAs固定组分吸收层、InwAl1‑wAs固定组分缓冲层、InyAl1‑yAs固定组分弛豫层、InzAl1‑zAs大过冲快速递变线性缓冲层、In0.52Al0.48As晶格匹配缓冲层和InP同质缓冲层。所述InwAl1‑wAs固定组分接触层、InxGa1‑xAs固定组分吸收层和InwAl1‑wAs固定组分缓冲层三者晶格匹配，其中0.52＜w≤0.85、0.53＜x≤0.85。所述InyAl1‑yAs固定组分弛豫层的组分为w+0.05≤y≤1，所述InzAl1‑zAs大过冲快速递变线性缓冲层自下而上的组分由0.52线性递增至y，递变速率为v，0.4/h≤v≤0.6/h。本发明的材料结构设计可促进铟镓砷吸收层处于完全弛豫状态下生长，大幅降低晶圆翘曲，提高铟镓砷少子寿命，以此材料结构制备焦平面探测器时，有利于获得较高的信噪比。
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公开(公告)号：CN116130545A
公开(公告)日：2023-05-16
申请号：CN202310027684.3
申请日：2023-01-09
Applicant: 中国科学院上海技术物理研究所
IPC: H01L31/109 , H01L31/18 , H01L31/0224 , H01L31/02 , H01L27/144
Abstract: 本发明公开了一种平面型铟镓砷线列探测器的异形保护环结构及实现方法。探测器的结构设计为：在线列探测器上设置一个异形保护环，保护环扩散孔为“梳形”或“弓形”，环绕在每个矩形光敏元的三个侧边，保护环P区与器件N区通过延伸电极合并引出。其实现方法是在N‑InP/I‑InGaAs/N‑InP结构外延材料上，通过光刻、刻蚀同步获得光敏元扩散孔、保护环扩散孔，同步进行P型掺杂，延伸电极覆盖保护环的P电极孔与器件N电极槽，保护环在光照下产生的光生载流子通过延伸电极导出。本发明的优点是：该结构既具备平面型探测器暗电流低、占空比高、探测率高、可靠性高等优点，又通过保护环有效抑制了由于载流子横向扩散造成的光敏元扩大、相邻光敏元之间存在串扰的问题。
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公开(公告)号：CN110491950A
公开(公告)日：2019-11-22
申请号：CN201910618714.1
申请日：2019-07-10
Applicant: 中国科学院上海技术物理研究所
IPC: H01L31/0216 , H01L31/0236
Abstract: 本发明公开一种控制铟镓砷光敏芯片平面度的平衡层结构，该结构是在光敏芯片基底背面集成一种投射红外波段的光学薄膜，通过控制光学薄膜生长厚度，可实现对光学薄膜内应力的调整，从而达到光敏芯片基底背面与正面的应力平衡，实现高平面度的光敏芯片，薄膜厚度推算方法为：通过测量特定工艺参数下不同长膜厚度对应的光敏芯片平面度PV值变化，获得膜厚度与光敏芯片平面度变化关系经验曲线，依据此关系曲线、长膜前光敏芯片PV值推算所需的长膜厚度。本发明具有精确控制、工艺集成性好等特点，解决大面阵光敏芯片的平面度控制难题，为高连通率的焦平面耦合提供新的解决方案。
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公开(公告)号：CN105914250B
公开(公告)日：2017-05-03
申请号：CN201610407146.7
申请日：2016-06-12
Applicant: 中国科学院上海技术物理研究所
Abstract: 本发明公开了一种铟镓砷短波红外探测器。器件结构从上至下依次包括钝化层，窗口层，吸收层，缓冲层，读出电路，金属电极和互连通孔。其中，金属电极制备在缓冲层上。互连通孔制备在光敏元上，形成一个锥形通孔。互连通孔只与窗口层和读出电路连通。钝化层覆盖了除金属电极以外的器件表面，同时在互连通孔锥形下半部形成内部绝缘隔离。本器件结构特征在于新型铟镓砷短波红外探测器在光敏元上引入一个锥形的通孔，然后在通孔中填充互连金属连接窗口层与读出电路，使得探测器光敏元从材料内部就可以与读出电路进行互连。这种结构具有结构紧凑、易集成，能有效提高探测器在三维方向的堆叠密度，是未来发展微系统的核心技术。
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公开(公告)号：CN102544043B
公开(公告)日：2014-08-13
申请号：CN201210019745.3
申请日：2012-01-20
Applicant: 中国科学院上海技术物理研究所
IPC: H01L27/146 , H01L31/0216
Abstract: 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。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN102544222A
公开(公告)日：2012-07-04
申请号：CN201210019114.1
申请日：2012-01-20
Applicant: 中国科学院上海技术物理研究所
IPC: H01L31/18
CPC classification number: Y02P70/521
Abstract: 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制备方法，其步骤包括：1)外延材料清洗，2)淀积氮化硅扩散掩膜，3)第一次光刻，4)开子像元扩散窗口，5)光刻胶剥离，6)闭管扩散，7)开管取片，8)第二次光刻，9)生长P电极，10)光刻胶剥离，11)淀积二氧化硅增透膜，12)P电极退火，13)第三次光刻，14)开P电极孔，15)光刻胶剥离，16)第四次光刻，17)加厚P电极，18)光刻胶剥离，19)背面抛光，20)生长N电极，21)划片。所制备的探测器在量子效率不降低的前提下，光敏元响应均匀，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。
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公开(公告)号：CN101614610A
公开(公告)日：2009-12-30
申请号：CN200910055333.3
申请日：2009-07-24
Applicant: 中国科学院上海技术物理研究所
IPC: G01M11/02
Abstract: 本发明公开了一种测量InGaAs探测器偏振敏感响应的装置，它由光源系统、偏振态控制系统、光阑、待测InGaAs探测器、电流放大器和示波器组成，其中偏振态控制系统由两个格兰－汤普森棱镜组成，用于产生纯净的线偏振光；待测InGaAs探测器置于一侧开孔的圆形柯伐管壳中，并且将光源系统、偏振态控制系统、光阑和待测InGaAs探测器置于光、热屏蔽罩中，通过旋转探测器的方式，使不同振动方向的线偏振光入射到探测器的光敏面上，可得到正入射和斜入射情况下InGaAs探测器的偏振敏感响应。本发明的装置和方法简捷实用、测试精度高，并可推广应用到可见光探测器的偏振敏感响应测试中。
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公开(公告)号：CN114551618B
公开(公告)日：2023-09-12
申请号：CN202210123379.X
申请日：2022-02-10
Applicant: 中国科学院上海技术物理研究所
IPC: H01L31/0304 , H01L31/0352 , H01L31/101 , H01L31/18 , G01J3/28
Abstract: 本发明公开了一种宽谱铟镓砷焦平面的结构及其制备方法，宽谱铟镓砷焦平面的基底为InP，自基底起依次有InP腐蚀牺牲层，周期性薄层低维量子点层，腐蚀截止层，In0.83Ga0.17As吸收层和重掺杂接触层；还公开了一种制备所述探测器的方法，主要步骤为：1)产生混成结构In0.83Ga0.17As焦平面探测器；2)机械研磨去除InP基底层；3)化学腐蚀去除牺牲层；4)干法等离子刻蚀去除部分截止层；本发明的优点在于实现单片响应范围覆盖400‑2600nm的铟镓砷焦平面探测器，可简化各类高光谱成像系统的光路，降低功耗、体积、重量，提升探测敏感度。
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公开(公告)号：CN116314426A
公开(公告)日：2023-06-23
申请号：CN202310252910.8
申请日：2023-03-16
Applicant: 中国科学院上海技术物理研究所
IPC: H01L31/109 , H01L31/0304 , H01L31/0352 , H01L31/18
Abstract: 本发明公开了一种宽光谱InGaAs探测器的光敏元结构及其制备方法，所述光敏元结构自下而上依次包含InP腐蚀截止层、In0.53Ga0.47As吸收层、InxGa1‑xAs组分递变吸收层、位错阻挡层、高In组分InGaAs吸收层、高In组分InAlAs接触层。所述InxGa1‑xAs组分递变吸收层的x自所述InxGa1‑xAs组分递变吸收层的下端至上端由0.53线性递变至a，0.53＜a≤1，所述高In组分InGaAs吸收层与所述InxGa1‑xAs组分递变层上端晶格匹配，所述位错阻挡层采用与高In组分InGaAs吸收层晶格匹配的InAlAs或InAsP。还公开了一种制备所述光敏元结构的方法，主要步骤为：InP衬底预处理，外延材料生长，机械研磨湿法化学腐蚀去除InP衬底，选择性化学腐蚀去除In0.53Ga0.47As腐蚀牺牲层。本发明有利于实现在可见‑短波红外范围响应的单一宽光谱InGaAs探测器。
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公开(公告)号：CN109461788A
公开(公告)日：2019-03-12
申请号：CN201811226485.0
申请日：2018-10-22
Applicant: 中国科学院上海技术物理研究所
IPC: H01L31/105 , H01L31/0236 , H01L31/0216 , H01L31/18
Abstract: 本发明公开了一种背照射型的可见及短波红外宽光谱InGaAs探测器。本发明探测器改进了传统外延层结构参数，将n型接触层厚度控制到30nm以内，同时引入表面集成绒面抗反膜设计，可以实现可见-短波红外(0.4μm～1.7μm)宽波段范围的高性能探测。本发明的特点是：第一，突破了传统InGaAs探测器外延层的结构参数，本质上解决了InGaAs探测器在可见波段量子效率低的技术瓶颈；第二，引入绒面抗反膜设计，弥补了传统光学薄膜仅在窄波段特定角度范围内具有良好增透效果的不足，为实现InGaAs探测器宽波段提高量子效率提供了新的途径。
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