[發明專利]一種采用低維量子點倍增層的半導體雪崩光電探測器

有效

• 申請號: 201610847176.X
• 申請日: 2016-09-23
• 公開（公告）號: CN106299015B
• 公開（公告）日: 2017-11-21
• 發明（設計）人: 馬英杰;張永剛;顧溢;陳星佑
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海微系統與信息技術研究所
• 主分類號: H01L31/107
• 分類號: H01L31/107;H01L31/0352
• 代理公司: 上海泰能知識產權代理事務所31233
• 代理人: 黃志達,魏峯

1.一種采用低維量子點倍增層的半導體雪崩光電探測器，其特征在于：在半導體雪崩光電探測器的倍增層中包含有若干層量子點層，所述量子點層具有比倍增層更窄的禁帶寬度，且與倍增層材料形成I型能帶結構；其中，采用電子倍增架構時，量子點與倍增層材料的導帶帶階大于價帶帶階；采用空穴倍增架構時，量子點與倍增層材料的價帶帶階大于導帶帶階；量子點層為多層時，相鄰量子點層之間的間隔層厚度大于量子點之間的受限激子波函數相互作用距離。

2.根據權利要求1所述的一種采用低維量子點倍增層的半導體雪崩光電探測器，其特征在于：所述半導體雪崩光電探測器的結構如下：

倍增層材料碰撞離化系數比大于1，采用電子倍增架構，P⁺-P^--P^+-P^--N⁺的整體摻雜構型：由下至上器件依次包含襯底層、P⁺緩沖層、P⁺接觸層、包含有量子點層的P^-倍增層、P⁺電場控制層、P^-能帶過渡層、P^-光吸收層、P⁺包覆層和P⁺接觸層；

或者倍增層材料碰撞離化系數比小于1，采用空穴倍增架構，P⁺-N^--N^+-N^--N⁺的整體摻雜構型：由下至上器件依次包含襯底層、N⁺緩沖層、N⁺接觸層、N⁺包覆層、N^-光吸收層、N^-能帶過渡層、N⁺電場控制層、包含有量子點層的N^-倍增層和N⁺接觸層。

3.根據權利要求1所述的一種采用低維量子點倍增層的半導體雪崩光電探測器，其特征在于：所述量子點層采用比倍增層材料晶格常數更大的材料制備。

4.根據權利要求1所述的一種采用低維量子點倍增層的半導體雪崩光電探測器，其特征在于：所述半導體雪崩光電探測器通過臺面結結構制備或者通過平面結結構制備。

5.根據權利要求1所述的一種采用低維量子點倍增層的半導體雪崩光電探測器，其特征在于：所述半導體雪崩光電探測器為Si-Ge、GaAs-InAs、InP-InGaAs、InAlAs-InGaAs、GaAs-GaSb或GaAs-AlSb雪崩光電探測器。