一种耐击穿平面型雪崩单光子探测器及其制备方法

技术特征：
1.一种耐击穿平面型雪崩单光子探测器，包括衬底(1)、缓冲层(2)、p型层(3)、n型层(4)、i型层(5)、钝化层(6)、阴极引出端(7)、阳极引出端(8)，其特征在于：所述探测器的结构为：在所述的衬底(1)上依次生长缓冲层(2)和p型层(3)，n型层(4)和i型层(5)形成在p型层中，所述钝化层(6)生长在p型层(3)上，所述阴极引出端(7)和阳极引出端(8)分别位于p型层(3)和n型层(4)上。2.根据权利要求1所述的一种耐击穿平面型雪崩单光子探测器,其特征在于，所述的衬底(1)为碲锌镉、砷化镓、碲化镉或硅衬底。3.根据权利要求1所述的一种耐击穿平面型雪崩单光子探测器，其特征在于，所述的缓冲层(2)为碲化镉层，厚度为0.3mm～1.0mm。4.根据权利要求1所述的一种耐击穿平面型雪崩单光子探测器，其特征在于，所述的p型层(3)为hg空位掺杂或原位掺杂的p型碲镉汞层，厚度为3μm～100μm，掺杂浓度为1
×
10
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cm-3
～1
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cm-3
。5.根据权利要求1所述的一种耐击穿平面型雪崩单光子探测器，其特征在于，所述n型层(4)为离子注入的n型碲镉汞层，厚度为0.1μm～10μm，掺杂浓度为1
×
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15
cm-3
～1
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cm-3
。6.根据权利要求1所述的一种耐击穿平面型雪崩单光子探测器，其特征在于，所述的i型层(5)为非故意掺杂的n-型碲镉汞层，厚度范围为1μm～10μm，掺杂浓度为1
×
10
14
cm-3
～1
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10
17
cm-3
。7.根据权利要求1所述的一种耐击穿平面型雪崩单光子探测器，其特征在于，所述的钝化层(6)为sio2、si3n4、cdte、zns、cdznte或cdte与zns双层钝化膜，厚度为0.05μm～10μm，其中cdte与zns双层钝化膜，cdte在下zns在上，cdte和zns的厚度比范围为1:1-1:10。8.根据权利要求1所述的一种耐击穿平面型雪崩单光子探测器，其特征在于，所述的阴极引出端(7)和阳极引出端(8)均为cr和au双层电极或sn和au双层电极，下层与平面结构接触的欧姆接触层为cr或sn，上层金属导电层为au，cr或sn的厚度为0.01μm～1μm，au的厚度为0.01μm～1μm。9.一种制备如权利要求1所述的一种耐击穿平面型雪崩单光子探测器的方法，其特征在于包括以下步骤：
①
在衬底(1)上，生长一层的cdte缓冲层(2)；
②
通过外延技术在缓冲层(2)上生长hg空位掺杂的碲镉汞，形成的p型碲镉汞薄层(3)；
③
采取离子注入技术形成n型层(4)；
④
采取热处理技术形成i型层(5)，形成pin结构；
⑤
采取溅射技术或沉积技术在hgcdte上生长钝化层(6)；
⑥
使用湿法腐蚀或者干法刻蚀去除电极口处钝化层材料；
⑦
采取溅射技术或蒸发技术在电极孔处生长阴极引出端(7)和阳极引出端(8)，形成良好的金半接触；
⑧
将器件与电路连接测试。

技术总结
本发明公开了一种耐击穿平面型雪崩单光子探测器及其制备方法，包括衬底、缓冲层、P型层、I型层、N型层、阴极引出端和阳极引出端。缓冲层和P型层依次生长在衬底上、N型层和I型层形成在P型层中；光子从P型衬底入射，P型衬底上的阴极引出端接电源的负极，I层作为载流子的雪崩倍增区域和光子的吸收区，N型层上的阳极引出端接电源的正极。本发明结构简单，易于制备，可以使器件在高偏压下获得高增益。可以使器件在高偏压下获得高增益。可以使器件在高偏压下获得高增益。


技术研发人员：李冠海 李鑫 陈健 陈金 郁菲茏 赵增月 陶玲 李志锋 陈效双 陆卫
受保护的技术使用者：中国科学院上海技术物理研究所
技术研发日：2022.07.19
技术公布日：2022/10/11