CN107768459A - 一种铟磷氮铋材料及其制备方法和使用该材料的激光器和探测器及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及材料学领域，特别是一种铟磷氮铋材料及其制备方法和使用该材料的激光器和探测器及其制备方法，所述铟磷氮铋材料包括：磷化铟衬底；磷化铟缓冲层，设置在所述磷化铟衬底之上；及铟磷氮铋本体，设置在所述磷化铟缓冲层之上；所述铟磷氮铋本体的化学式为InP1‑x‑yNxBiy，其中x和y是分别是N原子和铋原子的浓度百分比，且0<x<11.1％，0<y<11.1％。本申请所提供的铟磷氮铋材料，具有较小的禁带宽度，同时更易生长并更加稳定。
Description
技术领域
本发明涉及材料学领域，特别是一种铟磷氮铋材料。
背景技术
III-V族半导体材料广泛的应用于激光器、光电管及光纤通信等领域中。其中，窄带隙材料在微电子、光电子领域作为高速电子及光电子器件衬底具有很大的优势，同时也非常适用于垂直光场激光器和高电子载流子晶体管。N原子为V族元素中原子半径最小的原子，将其掺入到III-V族材料中将会影响本征材料导带部分，有效调控本征材料禁带宽度。即将氮(N)原子单独加入磷化铟中之后，能够进一步的，变窄磷化铟的带隙，以提高其半导体性能。然而，当掺入氮(N)原子时，随着N组分增加，铟氮(In-N)键长呈增大趋势，铟磷(In-P) 键长呈减小趋势，从而In-N键长与In-P键长差值逐渐增大，使得N原子的掺入更加困难。如此，只能将磷化铟的带隙在很小的幅度内变窄，因此没有办法大幅度提升其半导体性能。
发明内容
本发明旨在提供一种铟磷氮铋材料，以降低传统材料的带隙。
上述的铟磷氮铋材料，包括：磷化铟衬底；磷化铟缓冲层，设置在所述磷化铟衬底之上；及铟磷氮铋本体，设置在所述磷化铟缓冲层之上；所述铟磷氮铋本体的化学式为InP1-x-yNxBiy，其中x和y是分别是N原子和铋原子的浓度百分比，且0<x<11.1％，0<y<11.1％。
本发明还提供一种铟磷氮铋材料的制备方法，以制备一种窄带隙的半导体材料。
上述的铟磷氮铋材料的制备方法，括如下步骤：
S1：采用分子束外延或金属有机物气相沉积的外延生成工具在磷化铟衬底上生成磷化铟缓冲层；及
S2：采用分子束外延或金属有机物气相沉积的外延生成工具在所述磷化铟缓冲层上形成铟磷氮铋薄膜和异质结材料；
所述铟磷氮铋薄膜的化学式为InP1-x-yNxBiy，其中x和y是分别是N原子和铋原子的浓度百分比，且0<x<11.1％，0<y<11.1％。
本发明还提供一种激光器，以能够覆盖近红外至远红外范围。
上述的激光器，包括：磷化铟衬底；厚度为500纳米的N型磷化铟掺杂层，设置在所述磷化铟衬底上，所述N型磷化铟掺杂层的掺杂浓度为 (3～5)x1018cm-3；厚度为1000纳米的砷铝铟下限制层，设置在所述N型磷化铟掺杂层上，其中铝的浓度为5％；厚度为1000纳米的砷铝镓铟下波导层，设置在所述砷铝铟下限制层上，其中镓和铝的浓度为5％；厚度为30纳米的铟磷氮铋量子阱有源区，设置在所述砷铝镓铟下波导层上，所述铟磷氮铋量子阱有源区中的铟磷氮铋的化学式为InP1-x-yNxBiy，其中x和y是分别是N原子和铋原子的浓度百分比，且0<x<11.1％，0<y<11.1％；厚度为1000纳米的砷铝镓铟上波导层，设置在所述铟磷氮铋量子阱有源区上，其中镓和铝的浓度为5％；厚度为1000 纳米的砷铝铟上限制层，设置在所述砷铝镓铟上波导层上，其中铝的浓度为 5％；厚度为200纳米的P型砷镓铟掺杂层，设置在所述砷铝铟上限制层上，其中镓的浓度为5％；P电极区，设置在所述P型砷镓铟掺杂层上；及N电极区，设置在所述磷化铟上。
上述的激光器，所述x和y均为3.7％。
本发明还提供一种激光器的制备方法，以制造一种能够覆盖近红外至远红外范围的激光器。
上述的激光器的制备方法，包括如下步骤：
S1：在磷化铟衬底上生成厚度为500纳米的N型磷化铟掺杂层，掺杂浓度为(3～5)x1018cm-3；
S2：在所述N型磷化铟层上生成厚度为1000纳米的砷铝铟下限制层，铝的浓度为5％；
S3：在所述砷铝铟下限制层上生成厚度为1000纳米的砷铝镓铟下波导层，其中镓、铝的浓度为5％；
S4：在所述砷铝镓铟下波导层上生成厚度为30纳米的铟磷氮铋量子阱有源区，所述铟磷氮铋量子阱有源区中的铟磷氮铋的化学式为InP1-x-yNxBiy，其中x 和y是分别是N原子和铋原子的浓度百分比，且0<x<11.1％，0<y<11.1％；
S5：在所述铟磷氮铋量子阱有源区上生成厚度为1000纳米的砷铝镓铟上波导层，镓和铝的浓度为5％；
S6：在所述砷铝镓铟上波导层上生成厚度为1000纳米的砷铝铟上限制层，铝的浓度为5％；
S7：在所述砷铝铟上限制层上生成厚度为200纳米的P型砷镓铟掺杂层，其中镓的浓度为5％；
S8：在所述P型砷镓铟掺杂层上打光胶，并进行光刻保护，腐蚀掉所述P 型砷镓铟掺杂层；
S9：腐蚀掉铟磷氮铋有源区
S10：去除所述光胶；
S11：在所述N型磷化铟掺杂层、砷铝铟下限制层、砷铝镓铟下波导层、砷铝镓铟上波导层、砷铝铟上限制层以及P型砷镓铟掺杂层外表面上，沉积一层钝化层材料；
S12：在所述N型磷化铟掺杂层上光刻N电极区，在所述P型砷镓铟掺杂层上光刻P电极区；
S13：去除所述N电极区和所述P电极区的所述钝化层；
S14：沉积电极金属。
上述的激光器的制备方法，在步骤S4中，x和y均为3.7％。
本发明还提供一种探测器，以能够覆盖至远红外范围。
上述的探测器，包括：磷化铟衬底；厚度为500纳米的N型磷化铟掺杂层，设置在所述磷化铟衬底上，所述N型磷化铟掺杂层的掺杂浓度为 (3～5)x1018cm-3；厚度为5000纳米的弱P型铟磷氮铋吸收层，设置在所述N型磷化铟掺杂层上，所述弱P型铟磷氮铋吸收层的掺杂浓度(1～5)x1017cm-3，所述弱 P型铟磷氮铋吸收层的铟磷氮铋的化学式为InP1-x-yNxBiy，其中x和y是分别是N 原子和铋原子的浓度百分比，且0<x<11.1％，0<y<11.1％；厚度为200纳米的P 型磷化铟掺杂层，设置在所述弱P型铟磷氮铋吸收层上，所述P型磷化铟掺杂层的掺杂浓度为1x1019cm-3；N电极区，设置在所述N型磷化铟掺杂层上；及P电极区，设置在所述P型磷化铟掺杂层。
上述的探测器，所述x和y均为3.7％。
本发明还提供一种探测器的制备方法，以制造一种能够覆盖至远红外范围的探测器。
上述的探测器的制备方法，包括如下步骤：
S1：在磷化铟衬底上生成厚度为500纳米的N型磷化铟掺杂层，掺杂浓度为(3～5)x1018cm-3；
S2：在所述N型磷化铟掺杂层上生成厚度为5000纳米弱P型铟磷氮铋吸收层，掺杂浓度为(1～5)x1017cm-3；
S3：在所述P型铟磷氮铋吸收层上生成厚度为200纳米的P型磷化铟掺杂层，掺杂浓度为～1x1019cm-3，所述P型铟磷氮铋吸收层中的铟磷氮铋的化学式为InP1-x-yNxBiy，其中x和y是分别是N原子和铋原子的浓度百分比，且 0<x<11.1％，0<y<11.1％；
S4：在所述P型磷化铟掺杂层上打光胶，并进行光刻保护，腐蚀掉所述P 型磷化铟掺杂层；
S5：在步骤4基础上，进一步腐蚀掉铟磷氮铋吸收层；
S6：去除所述光胶；
S7：在所述N型磷化铟掺杂层、所述P型铟磷氮铋吸收层、所述P型磷化铟掺杂层的外表面上沉积一层钝化层材料；
S8：在N型磷化铟掺杂层上光刻N电极区，在所述P型磷化铟掺杂层上光刻 P电极区；
S9：去除所述N电极区和所述P电极区的所述钝化层；
S10：沉积电极金属。
上述的探测器的制备方法，在步骤S3中，x和y均为3.7％。
本发明所述的铟磷氮铋材料通过加入N原子，使得磷化铟的带隙变窄；同时通过加入铋原子使得磷化铟的带隙进一步变窄。另外由于铋原子本身具有很强的自旋轨道耦合效应，掺入后将会增大磷化铟的自旋轨道分裂，抑制俄歇复合效应。因此，本申请所述的铟磷氮铋材料的带隙相比较传统的磷化铟材料更窄，半导体性能更佳。
附图说明
图1为本发明一实施例中铟磷氮铋材料的结构示意图；
图2为本发明一实施例中铟磷氮铋材料的制备方法的流程图；
图3为本发明一实施例中铟磷氮铋材料随x，y带隙及自旋轨道分裂能变化的示意图；
图4为本发明一实施例中近红外激光器的结构示意图；
图5为本发明一实施例中近红外激光器的制备流程图；
图6为本发明一实施例中远红外探测器的结构示意图；
图7为本发明一实施例中远红外探测器的制备流程图。
其中附图说明为：
其中附图标记为：
1：磷化铟衬底
2：N型磷化铟掺杂层
3：砷铝铟下限制层
4：砷铝镓铟下波导层
5：铟磷氮铋量子阱有源区
6：砷铝镓铟上波导层
7：砷铝铟上限制层
8：P型砷镓铟掺杂层
9：钝化层
10：铟磷氮铋吸收层
11：N电极区
12：P电极区
13：P型磷化铟掺杂层
具体实施方式
请参照图1，在本实施例中，铟磷氮铋材料，包括：磷化铟衬底10、磷化铟缓冲层20及铟磷氮铋本体30。其中磷化铟缓冲层20设置在磷化铟衬底之上。铟磷氮铋本体30设置在磷化铟缓冲层20之上。铟磷氮铋本体的化学式为 InP1-x-yNxBiy，其中x和y是分别是N原子和铋原子的浓度百分比，且0<x<11.1％，0<y<11.1％。在本申请其他实施例中，磷化铟衬底也可以为其他辅助衬底。
请参照图2，在本实施例中，铟磷氮铋材料的制备方法，括如下步骤：
S1：采用分子束外延或金属有机物气相沉积的外延生成工具在磷化铟衬底上生成磷化铟缓冲层。
S2：采用分子束外延或金属有机物气相沉积的外延生成工具在磷化铟缓冲层上形成铟磷氮铋薄膜和异质结材料。
其中，铟磷氮铋薄膜的化学式为InP1-x-yNxBiy，其中x和y是分别是N原子和铋原子的浓度百分比，且0<x<11.1％，0<y<11.1％。
如下表所示，当掺入N原子之后，又继续掺入Bi原子时，共掺杂使得In-N 键长与In-P键长的差值变小，形成能呈现减小趋势。且随着掺入浓度的增加，变化更加明显。
铟磷氮铋材料随x，y增加结构性质的变化
请参照图3，铟磷氮铋(InP1-x-yNxBiy)材料也称为闪锌矿结构随x，y带隙及自旋轨道分裂能的变化。其中实线表示带隙的变化，虚线为自旋轨道分裂能变化曲线。无论是N原子还是Bi原子的掺入，材料的带隙(Eg)随着掺入浓度增加而降低。当N原子以及Bi原子的浓度为7.4％时，该材料的带隙在0.1eV左右，位于远红外波段，其禁带宽度可覆盖近红外到远红外。使用该材料，通过组分的调控，并结合GaP-AlP材料，可制备可见光到远红外波段的磷化物光电器件。同时Bi原子的掺入将会使得自旋轨道分裂能(ΔSO)增加，当材料中ΔSO>Eg时，能够有效抑制俄歇复合。从图中可看出，调控N组分与Bi组分，能都实现ΔSO>Eg。
本发明所提供的铟磷氮铋材料，通过在InP材料中掺入N原子及Bi原子，形成InP1-x-yNxBiy，通过调节N原子与Bi原子的组分，可以在近红外到远红外波段有效调控InP1-x-yNxBiy材料的禁带宽度。含有InP1-x-yNxBiy的材料结构可以作为量子阱或量子点的一部分，通过调节势垒高度将跃迁波长调到可见光。采用这种材料结构可以弥补现有磷化物材料的缺陷，提高N原子的掺入浓度，制备近红外到远红外波段激光器、探测器等光电器件。
请参照图4，本发明一实施例还提供一种激光器，包括：磷化铟衬底；厚度为500纳米的N型磷化铟掺杂层，设置在磷化铟衬底上，N型磷化铟掺杂层的掺杂浓度为(3～5)x1018cm-3；厚度为1000纳米的砷铝铟下限制层，设置在N型磷化铟掺杂层上，其中铝的浓度为5％；厚度为1000纳米的砷铝镓铟下波导层，设置在砷铝铟下限制层上，其中镓和铝的浓度为5％；厚度为30纳米的铟磷氮铋量子阱有源区，设置在砷铝镓铟下波导层上，铟磷氮铋量子阱有源区中的铟磷氮铋的化学式为InP1-x-yNxBiy，其中x和y是分别是N原子和铋原子的浓度百分比，且0<x<11.1％，0<y<11.1％；厚度为1000纳米的砷铝镓铟上波导层，设置在铟磷氮铋量子阱有源区上，其中镓和铝的浓度为5％；厚度为1000纳米的砷铝铟上限制层，设置在砷铝镓铟上波导层上，其中铝的浓度为5％；厚度为200 纳米的P型砷镓铟掺杂层，设置在砷铝铟上限制层上，其中镓的浓度为5％；P 电极区，设置在P型砷镓铟掺杂层上；及N电极区，设置在磷化铟上。
在本实施例中，x和y均为3.7％，但并不以此为限。
闪锌矿结构的InP1-x-yNxBiy材料，在N组分及Bi组分为3.7％时的禁带宽度为0.65eV，对应的波长为1.9μm，位于近红外波段。请参照图5，本申请一实施例还提供了一种激光器的制备方法，包括如下步骤：
S1：在InP衬底上生长500nm的N型InP缓冲层，掺杂浓度为(3～5)x1018cm-3；
S2：在500nm的N型InP层上生长1000nm的InAlAs下限制层，Al浓度为5％；
S3：在1000nm的InAlAs下限制层上生长1000nm的InGaAlAs下波导层，其中Ga、Al的浓度为5％；
S4：在1000nm的InGaAlAs下波导层上生长30nm的InP1-x-yNxBiy量子阱有源区，N和Bi的组分为3.7％；
S5：在30nm的InPNBi量子阱有源区上生长1000nm的InGaAlAs上波导层， Ga和Al的浓度为5％；；
S6：在1000nm的InGaAlAs上波导层上生长1000nm的InAlAs上限制层，Al的组分为5％；
S7：在1000nm的InAlAs上限制层上生长200nm的P型砷镓铟掺杂层，其中 Ga的浓度为5％；
S8：在200nm的P型砷镓铟掺杂层上打光胶，并进行光刻保护，腐蚀掉P 型砷镓铟掺杂层；
S9：腐蚀掉InPNBi有源区
S10：将光胶去除；
S11：N型InP掺杂层、InAlAs下限制层、InGaAlAs下波导层、InGaAlAs上波导层、InAlAs上限制层以及P型砷镓铟掺杂层外表面上，沉积一层钝化层材料；
S12：N型InP掺杂层上光刻N电极区，P型砷镓铟掺杂层上光刻P电极区；
S13：去除N电极区和P电极区的钝化层；
S14：沉积电极金属，得到InPNBi近红外激光器。
在本实施例中，在步骤S4中，x和y均为3.7％，但不以此为限。
请参照图6，本发明还提供一种探测器，包括：磷化铟衬底；厚度为500 纳米的N型磷化铟掺杂层，设置在磷化铟衬底上，N型磷化铟掺杂层的掺杂浓度为(3～5)x1018cm-3；厚度为5000纳米的弱P型铟磷氮铋吸收层，设置在N型磷化铟掺杂层上，弱P型铟磷氮铋吸收层的掺杂浓度(1～5)x1017cm-3，弱P型铟磷氮铋吸收层的铟磷氮铋的化学式为InP1-x-yNxBiy，其中x和y是分别是N原子和铋原子的浓度百分比，且0<x<11.1％，0<y<11.1％；厚度为200纳米的P型磷化铟掺杂层，设置在弱P型铟磷氮铋吸收层上，P型磷化铟掺杂层的掺杂浓度为1x1019cm-3；N电极区，设置在N型磷化铟掺杂层上；及P电极区，设置在P型磷化铟掺杂层。
在本实施例中，x和y均为3.7％，但并不以此为限。
请参照图7，本申请一实施例中，探测器的制备方法，包括如下步骤：
闪锌矿结构的InP1-x-yN1-xBix材料，在N组分及Bi组分为7.4％时的禁带宽度为0.1eV，对应的波长为12.4μm，位于远红外波段。以该材料制备的远红外探测器具体结构阐述如下：
S1：在InP衬底上生长500nm的N型InP掺杂层，掺杂浓度为(3～5)x1018cm-3；
S2：在500nm的N型InP掺杂层上生长5000nm弱P型的InPNBi吸收区，掺杂浓度为(1～5)x1017cm-3；
S3：在5000nm的InPNBi吸收区上生长200nm的P型InP掺杂层，掺杂浓度为～1x1019cm-3；
S4：在P型InP掺杂层上打光胶，并进行光刻保护，腐蚀掉P型InP掺杂层；
S5：在步骤4基础上，进一步腐蚀掉InPNBi吸收区；
S6：将光胶去除；
S7：N型InP掺杂层、P型InP1-x-yNxBiy吸收区、P型InP掺杂层的外表面上，沉积一层钝化层材料；
S8：N型InP掺杂层上光刻N电极区，所述P型InP掺杂层上光刻P电极区；
S9：去除N电极区和P电极区的钝化层；
S10：沉积电极金属，得到InPNBi远红外探测器。
在本实施例中，x和y均为3.7％，但并不以此为限。
本发明所提供的铟磷氮铋材料，加入氮原子和铋原子。Bi原子为V族元素中原子半径最大的原子。Bi原子掺入到III-V材料中，将会与本征材料发生反交叉作用，使得本征材料价带上升，从而减小材料的禁带宽度。由于Bi原子本身具有很强的自旋轨道耦合效应，掺入后将会增大本征材料的自旋轨道分裂，抑制俄歇复合效应。由于Bi的原子半径较大，在材料生长过程中能够改变原子在表面的扩散长度，起到表面活化剂的作用，使得材料的界面与表面更加平整。
同时，在InP中掺入一定浓度的氮原子和铋原子，可有效调节InP材料的禁带宽度。实现从近红外到远红外波段的覆盖，应用于光电子器件。氮原子及铋原子的共掺杂可使材料更易生长并更加稳定。本发明所提供的的材料可采用常规分子束外延、金属有机物化学气相沉积等多种方法进行生长，结构和操作工艺简单，易于控制。
至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。
Claims (10)
1.一种铟磷氮铋材料，包括：
磷化铟衬底；
磷化铟缓冲层，设置在所述磷化铟衬底之上；及
铟磷氮铋本体，设置在所述磷化铟缓冲层之上；
所述铟磷氮铋本体的化学式为InP1-x-yNxBiy，其中x和y是分别是N原子和铋原子的浓度百分比，且0<x<11.1％，0<y<11.1％。
2.一种铟磷氮铋材料的制备方法，括如下步骤：
S1：采用分子束外延或金属有机物气相沉积的外延生成工具在磷化铟衬底上生成磷化铟缓冲层；及
S2：采用分子束外延或金属有机物气相沉积的外延生成工具在所述磷化铟缓冲层上形成铟磷氮铋薄膜和异质结材料；
所述铟磷氮铋薄膜的化学式为InP1-x-yNxBiy，其中x和y是分别是N原子和铋原子的浓度百分比，且0<x<11.1％，0<y<11.1％。
3.一种激光器，包括：
磷化铟衬底；
厚度为500纳米的N型磷化铟掺杂层，设置在所述磷化铟衬底上，所述N型磷化铟掺杂层的掺杂浓度为(3～5)x1018cm-3；
厚度为1000纳米的砷铝铟下限制层，设置在所述N型磷化铟掺杂层上，其中铝的浓度为5％；
厚度为1000纳米的砷铝镓铟下波导层，设置在所述砷铝铟下限制层上，其中镓和铝的浓度为5％；
厚度为30纳米的铟磷氮铋量子阱有源区，设置在所述砷铝镓铟下波导层上，所述铟磷氮铋量子阱有源区中的铟磷氮铋的化学式为InP1-x-yNxBiy，其中x和y是分别是N原子和铋原子的浓度百分比，且0<x<11.1％，0<y<11.1％；
厚度为1000纳米的砷铝镓铟上波导层，设置在所述铟磷氮铋量子阱有源区上，其中镓和铝的浓度为5％；
厚度为1000纳米的砷铝铟上限制层，设置在所述砷铝镓铟上波导层上，其中铝的浓度为5％；
厚度为200纳米的P型砷镓铟掺杂层，设置在所述砷铝铟上限制层上，其中镓的浓度为5％；
P电极区，设置在所述P型砷镓铟掺杂层上；及
N电极区，设置在所述磷化铟上。
4.根据权利要求3所述的激光器，其特征在于，所述x和y均为3.7％。
5.一种激光器的制备方法，包括如下步骤：
S1：在磷化铟衬底上生成厚度为500纳米的N型磷化铟掺杂层，掺杂浓度为(3～5)x1018cm-3；
S2：在所述N型磷化铟层上生成厚度为1000纳米的砷铝铟下限制层，铝的浓度为5％；
S3：在所述砷铝铟下限制层上生成厚度为1000纳米的砷铝镓铟下波导层，其中镓、铝的浓度为5％；
S4：在所述砷铝镓铟下波导层上生成厚度为30纳米的铟磷氮铋量子阱有源区，所述铟磷氮铋量子阱有源区中的铟磷氮铋的化学式为InP1-x-yNxBiy，其中x和y是分别是N原子和铋原子的浓度百分比，且0<x<11.1％，0<y<11.1％；
S5：在所述铟磷氮铋量子阱有源区上生成厚度为1000纳米的砷铝镓铟上波导层，镓和铝的浓度为5％；
S6：在所述砷铝镓铟上波导层上生成厚度为1000纳米的砷铝铟上限制层，铝的浓度为5％；
S7：在所述砷铝铟上限制层上生成厚度为200纳米的P型砷镓铟掺杂层，其中镓的浓度为5％；
S8：在所述P型砷镓铟掺杂层上打光胶，并进行光刻保护，腐蚀掉所述P型砷镓铟掺杂层；
S9：腐蚀掉铟磷氮铋有源区
S10：去除所述光胶；
S11：在所述N型磷化铟掺杂层、砷铝铟下限制层、砷铝镓铟下波导层、砷铝镓铟上波导层、砷铝铟上限制层以及P型砷镓铟掺杂层外表面上，沉积一层钝化层材料；
S12：在所述N型磷化铟掺杂层上光刻N电极区，在所述P型砷镓铟掺杂层上光刻P电极区；
S13：去除所述N电极区和所述P电极区的所述钝化层；
S14：沉积电极金属。
6.根据权利要求5所述的激光器的制备方法，其特征在于，在步骤S4中，x和y均为3.7％。
7.一种探测器，包括：
磷化铟衬底；
厚度为500纳米的N型磷化铟掺杂层，设置在所述磷化铟衬底上，所述N型磷化铟掺杂层的掺杂浓度为(3～5)x1018cm-3；
厚度为5000纳米的弱P型铟磷氮铋吸收层，设置在所述N型磷化铟掺杂层上，所述弱P型铟磷氮铋吸收层的掺杂浓度(1～5)x1017cm-3，所述弱P型铟磷氮铋吸收层的铟磷氮铋的化学式为InP1-x-yNxBiy，其中x和y是分别是N原子和铋原子的浓度百分比，且0<x<11.1％，0<y<11.1％；
厚度为200纳米的P型磷化铟掺杂层，设置在所述弱P型铟磷氮铋吸收层上，所述P型磷化铟掺杂层的掺杂浓度为1x1019cm-3；
N电极区，设置在所述N型磷化铟掺杂层上；及
P电极区，设置在所述P型磷化铟掺杂层。
8.根据权利要求7所述的探测器，其特征在于，所述x和y均为3.7％。
9.一种探测器的制备方法，包括如下步骤：
S1：在磷化铟衬底上生成厚度为500纳米的N型磷化铟掺杂层，掺杂浓度为(3～5)x1018cm-3；
S2：在所述N型磷化铟掺杂层上生成厚度为5000纳米弱P型铟磷氮铋吸收层，掺杂浓度为(1～5)x1017cm-3；
S3：在所述P型铟磷氮铋吸收层上生成厚度为200纳米的P型磷化铟掺杂层，掺杂浓度为～1x1019cm-3，所述P型铟磷氮铋吸收层中的铟磷氮铋的化学式为InP1-x-yNxBiy，其中x和y是分别是N原子和铋原子的浓度百分比，且0<x<11.1％，0<y<11.1％；
S4：在所述P型磷化铟掺杂层上打光胶，并进行光刻保护，腐蚀掉所述P型磷化铟掺杂层；
S5：在步骤4基础上，进一步腐蚀掉铟磷氮铋吸收层；
S6：去除所述光胶；
S7：在所述N型磷化铟掺杂层、所述P型铟磷氮铋吸收层、所述P型磷化铟掺杂层的外表面上沉积一层钝化层材料；
S8：在N型磷化铟掺杂层上光刻N电极区，在所述P型磷化铟掺杂层上光刻P电极区；
S9：去除所述N电极区和所述P电极区的所述钝化层；
S10：沉积电极金属。
10.根据权利要求9所述的探测器的制备方法，其特征在于，在步骤S3中，x和y均为3.7％。
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