CN116722063B - 一种平面结构超晶格红外探测器及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种平面结构超晶格红外探测器及其制备方法，属于探测器技术领域，平面结构超晶格红外探测器，包括：N型GaSb衬底、外延层、第一电极、第二电极、钝化层和读出电路；外延层在远离N型GaSb衬底的方向依次叠层设置GaSb缓冲层、N型掺杂缓冲层、第一超晶格接触层、吸收层、障壁层和第二超晶格接触层；N型结构的第一超晶格接触层和P型结构的第二超晶格接触层之间形成内建电场；吸收层分别与第一超晶格接触层和第二超晶格接触层形成第一量子阱和第二量子阱；N型GaSb衬底和外延层形成凸型表面，钝化层覆盖凸型表面；钝化层上开设有电极通道，第一电极和第二电极分别设置于电极通道上。

Description

一种平面结构超晶格红外探测器及其制备方法
技术领域
本发明属于探测器技术领域，具体涉及一种平面结构超晶格红外探测器和制备方法。
背景技术
超晶格红外探测器是一种用于探测和感知红外辐射的设备。红外辐射是一种不可见于人眼的电磁波，它的波长介于可见光和微波之间，主要由物体的热量辐射产生，红外探测器可以将这种辐射转换为电信号，从而实现红外成像、温度检测、遥感等应用。
然而，现有的超晶格阵列红外探测器为了增加探测器探测波段，往往设计多层级结构，这就导致在制造过程中容易造成侧壁刻蚀损伤，产生大量表面态，侧壁漏电，降低了探测器探测精度，而且为了扩大探测波段，现有技术往往只进行不同波段吸收晶格的简单叠加，导致光谱重叠，对于某些波段无法识别和区分来源降低了探测器对特定波段的选择性和分辨能力，并且这种结构异质外延生长困难，影响探测器整体结构的性能和稳定性，两种不同超晶格的叠加会导致晶格失配、位错和应力界面问题，严重影响探测器稳定性和探测性能。
发明内容
为了解决现有技术中多层级结构侧壁漏电和为了进行宽波段探测采用多波段晶格叠加导致的结构失衡，且易出现光谱重叠，降低探测器对特定波段的选择性和分辨能力的技术问题，本发明提供一种平面结构超晶格红外探测器和制备方法。
第一方面
本发明提供了一种平面结构超晶格红外探测器，包括：N型GaSb衬底、外延层、第一电极、第二电极、钝化层和读出电路；
外延层在远离N型GaSb衬底的方向上依次叠层设置有GaSb缓冲层、N型掺杂缓冲层、第一超晶格接触层、吸收层、障壁层和第二超晶格接触层；
第一超晶格接触层为N型结构，第二超晶格接触层为P型结构，第一超晶格接触层和第二超晶格接触层之间形成内建电场；
吸收层分别与第一超晶格接触层和第二超晶格接触层形成第一量子阱和第二量子阱，障壁层用于将第一量子阱和第二量子阱分隔开；
N型GaSb衬底和外延层形成凸型表面，钝化层覆盖凸型表面；
钝化层上开设有电极通道，第一电极和第二电极分别设置于电极通道上；
读出电路通过第一电极和第二电极与外延层电连接。
第二方面
本发明提供了一种平面结构超晶格红外探测器的制备方法，包括：
S101：对N型GaSb衬底以预设温度加热预设时长，其中，预设温度低于GaSb表面氧化物脱附和Sb析出的温度；
S102：提供过量的Sb元素补充到N型GaSb衬底的表面，并逐渐加热到530℃，对N型GaSb衬底的表面氧化物进行脱模；
S103：通过分子束外延技术在N型GaSb衬底进行金属有机化学气相沉积，依次生长GaSb缓冲层和N型掺杂缓冲层；
S104：计算第一超晶格接触层的第一掺杂浓度和第二超晶格接触层的第二掺杂浓度；
S105：在N型掺杂缓冲层上生长第一掺杂浓度的第一超晶格接触层；
S106：生长吸收层和障壁层；
S107：以第二预设温度在障壁层上生长第二掺杂浓度的第二超晶格接触层；
S108：对凸型表面进行腐蚀处理，对腐蚀处理后的凸型表面进行硫化处理，以在凸型表面形成第一钝化层；
S109：在硫化处理后的凸型表面上沉积介质膜形成第二钝化层，其中，介质膜为氧化硅或者氮化硅；
S110：开设贯通第一钝化层和第二钝化层的电极通道，其中，电极通道的数量为2；
S111：在电极通道上分别生长第一电极和第二电极；
S112：将覆盖材料通过化学气相沉积的方式覆盖至电极通道并进行生长，直至形成共平面并与读出电路电连接，其中，覆盖材料为钛、铂或金。
与现有技术相比，本发明至少具有以下有益技术效果：
（1）在本发明中，设置N型第一超晶格接触层和P型第二超晶格接触层，进而形成内建电场，即使在零偏置电压下也可以完成高精度探测，降低红外探测器功耗，增加探测器应用场景。此外，在两个接触层之间设置了障壁层，进而形成吸收波段不同的两个量子阱，避免光谱重叠，在避免晶格叠加导致的结构失衡的情况下，提升探测器结构稳定性，增加探测器探测波段和探测精度。
（2）在本发明中，在单一晶体上集成吸收层、量子阱、障壁层多个功能区域，从而实现高度集成的红外探测器，避免了多波段晶格叠加出现的结构失稳问题，而且也避免多波段晶格导致异质外延层生长困难的问题。
（3）在本发明中，设置钝化层覆盖N型GaSb衬底和外延层形成的凸型表面，避免漏电情况，增加探测器探测精度和准确性。将耗尽区形成于N型结构第一超晶格接触层和P型结构第二超晶格接触层位于外延层的底面顶面形成的势垒区，降低了非辐射暗电流的产生，进而降低探测器探测噪声，提高信噪比，实现更高的探测灵敏度。
附图说明
下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对本发明的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。
图1是本发明提供的一种平面结构超晶格红外探测器的结构示意图；
图2是本发明提供的一种平面结构超晶格红外探测器的制备方法的流程示意图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。
实施例1
在一个实施例中，参考说明书附图1，示出了本发明提供的一种平面结构超晶格红外探测器的结构示意图。
本发明提供的一种平面结构超晶格红外探测器，包括：N型GaSb衬底1、外延层2、第一电极3、第二电极4、钝化层5和读出电路6。
其中，衬底是超晶格红外探测器的生长基础，N型GaSb衬底1作为探测器的基础结构，提供了稳定的平台，用于在其上生长其他层的材料，例如外延层2和钝化层5，以制造出高性能的红外探测器。
N型GaSb衬底1具有良好的电子导电性具有N型导电性，即带负电荷的电子是主要的载流子，在红外探测器中，当红外辐射通过探测器的外延层2时，它会产生电子和空穴对。这些电子和空穴被电场分离，并在衬底中形成电流，从而实现红外辐射的探测。
外延层2是在N型GaSb衬底1上生长的另一层材料，在超晶格红外探测器中，外延层2的选择会影响探测器的性能和波长范围，这些外延层2通常是由不同的半导体材料组成的，以形成所需的电子能带结构和能带间隙，使探测器能够在红外波段范围内敏感地探测辐射。
第一电极3和第二电极4是用于收集探测器中产生的电子和空穴的金属电极，当红外辐射通过外延层2时，它会产生电子空穴对，这些电子和空穴会受到电场的影响而被分离，然后被各自的电极收集，这种收集产生的电流信号可以被测量和分析，从而实现红外辐射的探测。
钝化层5的作用是减少表面的非辐射复合和提高探测器的效率，它通常是一层具有较高能隙的材料，覆盖在外延层2的表面，钝化层5有助于防止探测器表面的载流子复合，从而提高探测器的响应速度和灵敏度。
读出电路6是与探测器的电极连接的电路，它负责测量电极上收集到的电流信号，并将其转换为可以量化和显示的电压或数字信号。读出电路6的设计和性能直接影响到探测器的灵敏度、分辨率和响应速度。
外延层2在远离N型GaSb衬底1的方向上依次叠层设置有GaSb缓冲层201、N型掺杂缓冲层202、第一超晶格接触层203、吸收层204、障壁层205和第二超晶格接触层206；第一超晶格接触层203为N型结构，第二超晶格接触层206为P型结构，第一超晶格接触层203和第二超晶格接触层206之间形成内建电场；吸收层204分别与第一超晶格接触层203和第二超晶格接触层206形成第一量子阱和第二量子阱，障壁层205用于将第一量子阱和第二量子阱分隔开。
其中，第一量子阱由第一超晶格接触层203和吸收层204组成，而第二量子阱由障壁层205和第二超晶格接触层206组成，这些量子阱的设计和组合使红外探测器能够在特定波长范围内高效地吸收光子，并将其转化为可测量的电流信号，从而实现红外辐射的探测。障壁层205位于吸收层204之上，它的作用是将第一量子阱和第二量子阱分隔开，防止电子和空穴在不需要的情况下穿越吸收层204并相互复合。隔离量子阱有助于更好地控制电子和空穴的运动。
N型GaSb衬底1和外延层2形成凸型表面，钝化层5覆盖凸型表面；钝化层5上开设有电极通道，第一电极3和第二电极4分别设置于电极通道上；读出电路6通过第一电极3和第二电极4与外延层2电连接。
需要说明的是，N型GaSb衬底1和外延层2形成凸型表面，覆盖有钝化层5，并在钝化层5上开设了电极通道，电极通道中设置了第一电极3和第二电极4，它们用于收集电子和空穴，而读出电路6通过这两个电极与外延层2电连接，从而实现红外辐射的探测和信号输出。
在一种可能的实施方式中，N型GaSb衬底1的厚度为700μm，GaSb缓冲层201的厚度为45nm。
需要说明的是，N型GaSb衬底1的厚度为700μm：N型GaSb衬底1是探测器的基础材料，具有N型导电性质，能够提供稳定的载流子（电子）提供者。在这种实施方式中，N型GaSb衬底1的厚度为700μm，意味着它在垂直方向上延伸700微米。这种较大的衬底厚度通常用于一些特殊应用或高功率应用的探测器。GaSb缓冲层201的厚度为45nm：在N型GaSb衬底1上，外延层2开始生长，第一层是GaSb缓冲层201，GaSb缓冲层201的厚度为45nm，这是一个相对较薄的层，缓冲层的主要作用是平滑晶格，帮助减少晶格不匹配引起的缺陷，从而有助于提高外延层2的质量和晶格结构的完整性。
在实际使用过程中，选择特定的衬底和缓冲层厚度可以根据所需的性能和波长范围来调整探测器的响应特性，这种描述中提供的厚度值只是一种可行的示例，并不代表所有可能的设计方案，实际设计和制造中会综合考虑多个因素，以优化红外探测器的性能，本领域技术人员可以根据实际需要设置厚度。
在一种可能的实施方式中，N型掺杂缓冲层202包括N型掺杂InAsSb、第一超晶格接触层203包括N型掺杂InAs/InAsSb，吸收层204为InAs/InAsSb，障壁层205为AlAsSb/InAsSb，第二超晶格接触层206包括P型掺杂InAs/InAsSb，N型掺杂缓冲层202的厚度为50nm，第一超晶格接触层203和第二超晶格接触层206的厚度均为100nm，吸收层204的厚度为362nm，障壁层205的厚度为9nm，其中，N型掺杂缓冲层202的掺杂浓度为 。
在一种可能的实施方式中，GaSb缓冲层201为台体结构，台体底面的宽度与N型GaSb衬底1的宽度相等，第一电极3将GaSb缓冲层201和读出电路6连接，第二电极4将第二超晶格接触层206和读出电路6连接。
需要说明的是，GaSb缓冲层201设置成台体结构，并延展宽度覆盖N型GaSb衬底1，用于在垂直结构之外的延展结构上生长钝化层5，并且这种结构可以更好的将电极引出，增加结构稳定性。
在一种可能的实施方式中，第一电极3和第二电极4延伸设置于覆盖钝化层5之后的凸型表面顶端，第一电极3和第二电极4共平面。
需要说明的是，第一电极3和第二电极4都位于凸型表面上，形成共平面设计的电极结构，从而减少因凸型结构形成的段差，确保与读出电路6倒装互连的导电效果，并提高第一电极3和第二电极4与读出电路6互连的机械和电气性能，进而提高互连可靠性，最后，通过倒装互连工艺同时完成读出电路6与第一电极3和第二电极4的高效互连，实现红外探测器信号的读取，可以提升探测器的探测精度和响应速率。
在一种可能的实施方式中，钝化层5包括第一钝化层501和第一钝化层502，第一钝化层501包括硫化物，第一钝化层502包括氧化硅或者氮化硅，其中，第一钝化层501的厚度为40nm，第一钝化层502的厚度为120nm。
需要说明的是，第一钝化层501由硫化物材料组成，硫化物是一类含硫的化合物，常用于表面处理和钝化应用。在这里，第一钝化层501的主要目的是在探测器表面形成一种惰性层，从而减少表面的非辐射复合，提高探测器的效率和性能。第一钝化层501的厚度为40纳米，第一钝化层502由氧化硅或者氮化硅材料组成，氧化硅和氮化硅都是常见的绝缘材料，具有优良的钝化效果。第一钝化层502的主要作用是进一步降低表面的非辐射复合率，并增加探测器的稳定性和灵敏度，第一钝化层502的厚度为120纳米，通过组合使用第一钝化层501和第一钝化层502，探测器的表面能够得到较好的保护和钝化处理，从而减少电子和空穴在表面处的非辐射复合，提高电子和空穴的收集效率。第一钝化层501和第一钝化层502，通过第一钝化层501和第一钝化层502构成复合钝化层5结构实现探测器的稳定钝化，提升红外探测器的钝化质量，有效抑制探测器的表面的漏电流。
实施例2
在一个实施例中，参考说明书附图2，示出了本发明提供的一种平面结构超晶格红外探测器的制备方法的流程示意图。
本发明提供的一种平面结构超晶格红外探测器的制备方法，包括：
S101：对N型GaSb衬底1以预设温度加热预设时长。
其中，预设温度低于GaSb表面氧化物脱附和Sb析出的温度。
需要说明的是，对N型GaSb衬底1进行加热处理，是为了准备衬底，以便在后续的生长过程中能够得到高质量和稳定性的外延层2，预设温度是预先设定的加热温度，它是低于GaSb表面氧化物脱附和锑(Sb)析出的温度。GaSb表面氧化物通常是一些氧化物或氧化层，可能在衬底表面形成，通过加热到适当的温度，这些氧化物会脱附，使衬底表面变得更加清洁。同时，预设温度也要低于锑(Sb)析出的温度，以避免Sb元素从衬底表面析出，从而保持衬底的化学纯度和结构完整性。
S102：提供过量的Sb元素补充到N型GaSb衬底1的表面，并逐渐加热到530℃，对N型GaSb衬底1的表面氧化物进行脱模。
需要说明的是，通过在N型GaSb衬底1的表面提供过量的锑(Sb)元素，并逐渐将其加热到530℃的温度，进行表面处理。提供过量的锑元素是为了在衬底表面形成锑(Sb)过量的薄膜，这是为了有效地脱除衬底表面的氧化物，过量的锑在高温下可以与表面氧化物反应，从而将氧化物从衬底表面去除，使得衬底表面更加干净和准备好后续的外延层2生长。经过实验发现，加热到530℃的温度足以促使氧化物脱模，同时又不过高，避免对N型GaSb衬底1的结构和性质产生不利影响。通过净化和准备N型GaSb衬底1的表面，以确保后续生长的外延层2能够在高质量的表面上生长，并提供良好的晶格匹配，从而有助于获得高性能的平面结构超晶格红外探测器。
S103：通过分子束外延技术在N型GaSb衬底1进行金属有机化学气相沉积，依次生长GaSb缓冲层201和N型掺杂缓冲层202。
其中，分子束外延技术是一种高真空蒸发技术，用于生长高质量的晶体薄膜和异质结构。在分子束外延技术中，材料分子通过分子束源（通常是高温的蒸发炉或激光蒸发源）蒸发，然后以高速运动形成薄层，在超高真空环境下，分子束在基底上沉积并结晶成单晶薄膜，实现原子级别的控制，分子束外延技术主要用于研究半导体材料和器件，并在制备高性能的纳米结构和量子器件方面发挥重要作用。
需要说明的是，分子束外延技术可以实现原子级别控制和高纯度生长，由于原子级别控制，分子束外延技术可以实现复杂异质结构和超晶格的精确生长，实现更好的晶格匹配性，减少晶格缺陷，而且分子束外延技术可以实现单层生长，具有广泛的适用性，允许研究人员精确控制薄膜的厚度、组分和掺杂浓度，从而定制所需的材料性质，提升芯片生产工艺精度和效率。
在一种可能的实施方式中，S103具体包括：
S1031：通过分子束外延技术在N型GaSb衬底1以600℃进行生长五分钟，得到GaSb缓冲层201；
S1032：将温度降至500℃，并在GaSb缓冲层201上进行生长3分钟，得到N型掺杂缓冲层202。
S104：计算第一超晶格接触层203的第一掺杂浓度和第二超晶格接触层206的第二掺杂浓度。
在一种可能的实施方式中，根据以下公式计算第一超晶格接触层203的第一掺杂浓度和第二超晶格接触层206的第二掺杂浓度：
第一掺杂浓度的计算方式：；
第二掺杂浓度的计算方式：；
其中，N 1表示第一掺杂浓度，N n 表示施主原子初始浓度，q表示电子电荷，E c 表示导带边缘能级，E F 表示费米能级，k表示波尔兹曼常数，T表示绝对温度，N 2 表示第二掺杂浓度，N p 表示受主原子初始浓度，E v 价带边缘能级，其中，第一超晶格接触层203的掺杂元素包括磷、砷或锑，第二超晶格接触层206的掺杂元素包括硼或镓，导带边缘能级和价带边缘能级通过密度泛函理论计算得到。
需要说明的是，在这一步骤中，针对平面结构超晶格红外探测器的设计和性能要求，进行计算并确定第一超晶格接触层203和第二超晶格接触层206的掺杂浓度。超晶格接触层是探测器的关键部分，它与吸收层204形成量子阱结构，用于吸收红外光子并产生电子和空穴对，超晶格接触层的掺杂浓度会直接影响到探测器的电学特性和性能。
第一超晶格接触层203通常是N型结构，即掺杂为N型（有多余的电子），第二超晶格接触层206通常是P型结构，即掺杂为P型（有多余的空穴）。通过在超晶格结构中调整掺杂浓度，可以实现内建电场的形成，有助于进一步分离电子和空穴，并提高探测器的效率和性能，确保第一超晶格接触层203和第二超晶格接触层206的掺杂浓度合适，以满足探测器的设计要求，使其具有所需的电学特性和红外辐射探测性能，通过精确的掺杂浓度计算和调整，可以优化超晶格结构，实现高性能的平面结构超晶格红外探测器的制备。
S105：在N型掺杂缓冲层202上生长第一掺杂浓度的第一超晶格接触层203。
需要说明的是，将第一超晶格接触层203准确地生长在N型掺杂缓冲层202上，以实现平面结构超晶格红外探测器的关键结构，即第一量子阱。这是探测器的光电转换部分，能够有效地吸收红外光子并产生电荷载流子对，为后续的探测器性能打下重要基础。
S106：生长吸收层204和障壁层205。
在一种可能的实施方式中，S106具体包括：
S1061：以480℃在第一超晶格接触层203上生长10分钟，得到吸收层204；
S1062：以530℃在吸收层204上生长5分钟，得到障壁层205。
S107：以第二预设温度在障壁层205上生长第二掺杂浓度的第二超晶格接触层206。
需要说明的是，成功将吸收层204和障壁层205生长在第一超晶格接触层203上，形成了第一量子阱结构。吸收层204的设计和障壁层205的设置都是为了优化探测器的光电转换性能，并保证电子和空穴在探测器中的有效分离和传输。
S108：对凸型表面进行腐蚀处理，对腐蚀处理后的凸型表面进行硫化处理，以在凸型表面形成第一钝化层501。
具体地，在这一过程中，首先，对凸型表面进行腐蚀处理。凸型表面是指探测器的表面形态，在之前的制备过程中可能会形成微小的凸起或起伏。腐蚀处理的目的是将凸型表面进行去除或修整，使其表面更加平坦均匀，以利于后续钝化处理的进行。接着对腐蚀处理后的凸型表面进行硫化处理。硫化处理是一种化学处理方法，通过在表面引入硫化物来形成钝化层5。这种钝化层5是一种惰性层，能够保护探测器表面，减少表面缺陷和非辐射复合，从而提高探测器的效率和性能。在硫化处理后的凸型表面形成的惰性层被称为第一钝化层501。第一钝化层501通常由硫化物材料组成，是对探测器表面的一种保护层，帮助减少表面缺陷，并提供良好的光电转换性能。对探测器的表面进行钝化处理，保护表面并提高性能，通过腐蚀和硫化处理，探测器的表面被优化，为后续电极和其他功能层的生长和连接提供了更好的基础，从而构建出高性能的平面结构超晶格红外探测器。
S109：在硫化处理后的凸型表面上沉积介质膜形成第一钝化层502。
其中，介质膜为氧化硅或者氮化硅。
需要说明的是，对经过硫化处理形成的第一钝化层501的凸型表面进行处理，在凸型表面上沉积一层介质膜，以形成第一钝化层502。第一钝化层502是第一钝化层501之上的另一层保护层，第一钝化层502的材料可以是氧化硅（SiO2）或者氮化硅（Si3N4）等介质膜材料。介质膜的作用是继续保护探测器的表面，减少表面缺陷和非辐射复合，提高光电转换效率，并增强探测器的稳定性和性能。
S110：开设贯通第一钝化层501和第一钝化层502的电极通道。
其中，电极通道的数量为2。
需要说明的是，开设贯通第一钝化层501和第一钝化层502的电极通道是为探测器的电极连接提供通道，使电极能够有效地接触到探测器的有源区域（如量子阱结构）和读出电路6，在确保探测器的钝化层5保持完整性的同时，实现稳定和可靠的电极连接，进而使平面结构超晶格红外探测器正常工作并输出检测信号。
S111：在电极通道上分别生长第一电极和第二电极。
可以理解的是，在电极通道上分别生长第一电极和第二电极，以完成对探测器的电极连接。电极的生长是在已经形成的保护层（第一钝化层501和第一钝化层502）上进行的，确保保护层仍然有效，同时实现良好的电极接触，使得探测器能够正常工作，并将信号输出到后续的读出电路6中。
S112：将覆盖材料通过化学气相沉积的方式覆盖至电极通道并进行生长，直至形成共平面并与读出电路电连接。
其中，覆盖材料为钛、铂或金。
需要说明的是，形成电极通道的共平面结构，并通过生长特定的覆盖材料，将电极在同一平面与读出电路电连接，通过选择适当的覆盖材料，并通过化学气相沉积的方法进行生长，可以确保电极连接的稳定性和可靠性，并确保探测器结构的稳定性，从而实现平面结构超晶格红外探测器的制备。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种平面结构超晶格红外探测器，其特征在于，包括：N型GaSb衬底、外延层、第一电极、第二电极、钝化层和读出电路；
所述外延层在远离所述N型GaSb衬底的方向上依次叠层设置有GaSb缓冲层、N型掺杂缓冲层、第一超晶格接触层、吸收层、障壁层和第二超晶格接触层；
所述N型掺杂缓冲层包括N型掺杂InAsSb、所述第一超晶格接触层包括N型掺杂InAs/InAsSb，吸收层为InAs/InAsSb，所述障壁层为AlAsSb/InAsSb，所述第二超晶格接触层包括P型掺杂InAs/InAsSb，所述N型掺杂缓冲层的厚度为50nm，所述第一超晶格接触层和所述第二超晶格接触层的厚度均为100nm，所述吸收层的厚度为362nm，所述障壁层的厚度为9nm，其中，所述N型掺杂缓冲层的掺杂浓度为；
所述GaSb缓冲层为台体结构，所述台体底面的宽度与所述N型GaSb衬底的宽度相等，所述第一电极将所述GaSb缓冲层和所述读出电路连接，所述第二电极将所述第二超晶格接触层和所述读出电路连接；
所述第一超晶格接触层为N型结构，所述第二超晶格接触层为P型结构，所述第一超晶格接触层和所述第二超晶格接触层之间形成内建电场；
所述吸收层分别与所述第一超晶格接触层和所述第二超晶格接触层形成第一量子阱和第二量子阱，所述障壁层用于将所述第一量子阱和所述第二量子阱分隔开；
所述N型GaSb衬底和所述外延层形成凸型表面，所述钝化层覆盖所述凸型表面；
所述钝化层上开设有电极通道，所述第一电极和所述第二电极分别设置于所述电极通道上；
所述读出电路通过所述第一电极和所述第二电极与所述外延层电连接。
2.根据权利要求1所述的平面结构超晶格红外探测器，其特征在于，所述N型GaSb衬底的厚度为700μm，所述GaSb缓冲层的厚度为45nm。
3.根据权利要求1所述的平面结构超晶格红外探测器，其特征在于，所述第一电极和所述第二电极延伸设置于覆盖所述钝化层之后的凸型表面顶端，所述第一电极和所述第二电极共平面。
4.根据权利要求1所述的平面结构超晶格红外探测器，其特征在于，所述钝化层包括第一钝化层和第二钝化层，所述第一钝化层包括硫化物，所述第二钝化层包括氧化硅或者氮化硅，其中，所述第一钝化层的厚度为40nm，所述第二钝化层的厚度为120nm。
5.一种如权利要求1-4任一项所述的平面结构超晶格红外探测器的制备方法，其特征在于，包括：
S101：对所述N型GaSb衬底以预设温度加热预设时长，其中，所述预设温度低于GaSb表面氧化物脱附和Sb析出的温度；
S102：提供过量的Sb元素补充到所述N型GaSb衬底的表面，并逐渐加热到530℃，对所述N型GaSb衬底的表面氧化物进行脱模；
S103：通过分子束外延技术在所述N型GaSb衬底进行金属有机化学气相沉积，依次生长所述GaSb缓冲层和所述N型掺杂缓冲层；
S104：计算所述第一超晶格接触层的第一掺杂浓度和所述第二超晶格接触层的第二掺杂浓度；
S105：在所述N型掺杂缓冲层上生长所述第一掺杂浓度的第一超晶格接触层；
S106：生长所述吸收层和所述障壁层；
S107：以第二预设温度在所述障壁层上生长所述第二掺杂浓度的第二超晶格接触层；
S108：对所述凸型表面进行腐蚀处理，对腐蚀处理后的凸型表面进行硫化处理，以在所述凸型表面形成第一钝化层；
109：在硫化处理后的凸型表面上沉积介质膜形成第二钝化层，其中，所述介质膜为氧化硅或者氮化硅；
S110：开设贯通所述第一钝化层和所述第二钝化层的所述电极通道，其中，所述电极通道的数量为2；
S111：在所述电极通道上分别生长第一金属电极和第二金属电极；
S112：将覆盖材料通过化学气相沉积的方式覆盖至所述电极通道并进行生长，直至形成共平面并与读出通道电连接，其中，所述覆盖材料为钛、铂或金。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述S103具体包括：
S1031：通过分子束外延技术在所述N型GaSb衬底以600℃进行生长五分钟，得到所述GaSb缓冲层；
S1032：将所述温度降至500℃，并在所述GaSb缓冲层上进行生长3分钟，得到所述N型掺杂缓冲层。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，根据以下公式计算所述第一超晶格接触层的第一掺杂浓度，所述第二超晶格接触层的第二掺杂浓度：
所述第一掺杂浓度的计算方式：，
所述第二掺杂浓度的计算方式：，
其中，N 1表示所述第一掺杂浓度， N n 表示施主原子初始浓度，q表示电子电荷，E c 表示导带边缘能级，E F 表示费米能级，k表示波尔兹曼常数，T表示绝对温度，N 2 表示所述第二掺杂浓度，N p 表示受主原子初始浓度，E v 价带边缘能级，其中，所述第一超晶格接触层的掺杂元素包括磷、砷或锑，所述第二超晶格接触层的掺杂元素包括硼或镓，所述导带边缘能级和所述价带边缘能级通过密度泛函理论计算得到。
8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述S106具体包括：
S1061：以480℃在所述第一超晶格接触层上生长10分钟，得到所述吸收层；
S1062：以530℃在所述吸收层上生长5分钟，得到所述障壁层。
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