[發明專利]一種具有帶通濾波功能的可見光通信用光電探測器

有效

• 申請號: 201610095413.1
• 申請日: 2016-02-22
• 公開（公告）號: CN105742377B
• 公開（公告）日: 2018-01-05
• 發明（設計）人: 江灝;張闖
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: H01L31/0216
• 分類號: H01L31/0216;H01L31/0304;H01L31/0352;H01L31/105;H01L31/18
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司44102
• 代理人: 陳衛

1.一種具有帶通濾波功能的可見光通信用光電探測器，其特征在于，包括襯底（1），利用外延生長法，依次生長在襯底（1）上的緩沖層（2），n型GaN層（3），InGaN/GaN多重量子阱有源層（4），p型GaN層（5），利用電子束蒸發設備沉積在p型GaN層（5）上的P型金屬電極（6）和一維缺陷鏡像對稱光子晶體濾波器（8），或者沉積在對可見光透明的襯底背面上的一維缺陷鏡像對稱光子晶體濾波器（9），以及沉積在n型GaN層（3）上的N型金屬電極（7）；所述一維缺陷鏡像對稱光子晶體濾波器由具有高、低折射率的兩種介質材料周期性排列構成，膜系結構為(HL)m(nH)(LH)m，其中H代表高折射率介質材料，L代表低折射率介質材料，m為周期數，n為缺陷層厚度單位數；

探測器的制備工藝步驟是：

步驟1：在P型GaN層上旋涂一層光刻膠，光刻顯影后暴露出需要刻蝕的部分P型GaN層；

步驟2：使用干法刻蝕，刻蝕暴露出的P型GaN層，刻蝕深度到N型GaN層，形成臺階結構；

步驟3：利用光刻和電子束蒸發技術分別在N型GaN層臺階處和P型GaN邊緣處制備環形電極；

步驟4：對N型電極和P型電極進行合金化處理；

步驟5：利用光刻和電子束蒸發技術在P型GaN層裸露處制備一維缺陷鏡像對稱光子晶體濾波器，或者不需要光刻，直接在對可見光透明的襯底背面制備一維缺陷鏡像對稱光子晶體濾波器。

2.根據權利要求1所述的一種具有帶通濾波功能的可見光通信用光電探測器，其特征在于：所述的襯底材料使用雙面拋光的藍寶石。

3.根據權利要求1所述的一種具有帶通濾波功能的可見光通信用光電探測器，其特征在于：所述的一維缺陷鏡像對稱光子晶體濾波器，沉積的介質薄膜材料分別為TiO₂和SiO₂。

4.根據權利要求3所述的一種具有帶通濾波功能的可見光通信用光電探測器，其特征在于：所述的一維缺陷鏡像對稱光子晶體濾波器使用的材料TiO2和SiO2的折射率范圍分別為2.35~2.82和1.4~1.5。

5.根據權利要求1所述的一種具有帶通濾波功能的可見光通信用光電探測器，其特征在于：所述的一維缺陷鏡像對稱光子晶體濾波器結構中的周期參數m取值為m≥4，且m取值為正整數。

6.根據權利要求3所述的一種具有帶通濾波功能的可見光通信用光電探測器，其特征在于：所述的一維缺陷鏡像對稱光子晶體濾波器結構中的TiO₂層實際厚度取值范圍為33.7 nm至83.0 nm。

7.根據權利要求3所述的一種具有帶通濾波功能的可見光通信用光電探測器，其特征在于：所述的一維缺陷鏡像對稱光子晶體濾波器結構中的SiO₂層實際厚度取值范圍為63.3nm至139.3nm。

8.根據權利要求1所述的一種具有帶通濾波功能的可見光通信用光電探測器，其特征在于：所述的一維缺陷鏡像對稱光子晶體濾波器結構中的單個周期的實際總厚度不超過222.3nm。

9.根據權利要求3所述的一種具有帶通濾波功能的可見光通信用光電探測器，其特征在于：所述的一維缺陷鏡像對稱光子晶體濾波器結構中的缺陷層使用材料為TiO₂，實際厚度單位數n取值為正實數。

10.根據權利要求1所述的一種具有帶通濾波功能的可見光通信用光電探測器，其特征在于：所述的器件結構中InGaN/GaN多重量子阱有源層的中InGaN的帶隙寬度所對應的波長為380至780 nm。