[發明專利]一種雪崩光電二極管及其制備方法

有效

• 申請號: 201610976991.6
• 申請日: 2016-11-07
• 公開（公告）號: CN106299016B
• 公開（公告）日: 2018-01-12
• 發明（設計）人: 劉煒;石東平;楊守良;夏繼宏;梁康有
• 申請（專利權）人: 重慶文理學院
• 主分類號: H01L31/107
• 分類號: H01L31/107;H01L31/18
• 代理公司: 北京鼎承知識產權代理有限公司11551
• 代理人: 張波濤,管瑩

1.一種雪崩光電二極管，其特征在于：所述的雪崩光電二極管包括：

-襯底(20)；

-緩沖層(21)，所述的緩沖層(21)布置在所述的襯底(20)上；

-光吸收層(22)，所述的光吸收層(22)布置在所述的緩沖層(21)上,所述的光吸收層(22)為非故意摻雜的本征材料；

-過渡層(23)，所述的過渡層(23)布置在所述的光吸收層(22)上；

-漸變層(24)，所述的漸變層(24)布置在所述的過渡層(23)上；

-電荷層(25)，所述的電荷層(25)布置在所述的漸變層(24)上,所述的電荷層(25)為重摻雜層；

-覆蓋層(26)，所述的覆蓋層(26)布置在所述的電荷層(25)上，其中，所述的覆蓋層(26)包括P型中心有源區(27)和補償摻雜區(28)，

所述的P型中心有源區(27)是向所述的覆蓋層(26)中心區域摻入P型雜質而形成，所述的P型中心有源區(27)為P型重摻雜區；

所述的補償摻雜區(28)是向所述的P型中心有源區(27)的外圍環形區域內摻入N型雜質而形成；

-介質掩膜層(29)，所述的介質掩膜層(29)經由淀積方式布置在所述的覆蓋層(26)上，并經由光刻布置電極孔；

-正面電極層(30)，所述的正面電極層(30)布置在所述的介質掩膜層(29)上，并通過所述的介質掩膜層(29)的所述電極孔與所述的覆蓋層(26)相接觸，實現電連接；

-背面電極層(31)，所述的背面電極層(31)布置在所述的襯底(20)背面；

所述的襯底(20)為重摻雜層，所述的補償摻雜區(28)為摻入一定量的N型雜質的P型材料。

2.根據權利要求1所述的雪崩光電二極管，其特征在于，所述的襯底(20)和所述的緩沖層(21)均為N型InP材料；所述的過渡層(23)為N型InGaAs材料；所述的漸變層(24)為N型InGaAsP多層帶隙漸變結構；所述的電荷層(25)和所述的覆蓋層(26)均為N型InP材料；所述的P型中心有源區(27)與所述的電荷層(25)之間的區域為高電場的雪崩倍增區(32)；所述的介質掩膜層(29)為SiO₂或SiN_x材料，所述的P型中心有源區(27)上方有刻蝕出的環形的所述的電極孔；所述的正面電極層(30)通過所述的電極孔與所述的P型中心有源區(27)相接觸，且中央區域為透光的窗口區。

3.根據權利要求1所述的雪崩光電二極管，其特征在于：所述的P型中心有源區(27)和所述的補償摻雜區(28)均采用熱擴散或離子注入的方式實現摻雜。

4.根據權利要求1所述的雪崩光電二極管，其特征在于：所述的背面電極層(31)布置在減薄之后的所述的襯底(20)的背面。

5.一種制備根據權利要求1-4中任一項所述的雪崩光電二極管的方法，其步驟包括：

在第一步驟(S1)中：在所述的襯底(20)上利用外延生長設備依次生成所述的緩沖層(21)、所述的光吸收層(22)、所述的過渡層(23)、所述的漸變層(24)、所述的電荷層(25)和所述的覆蓋層(26)；

在第二步驟(S2)中：利用光刻、刻蝕或者摻雜工藝，向所述的覆蓋層(26)中心區域摻入P型雜質，形成所述的P型中心有源區(27)；

在第三步驟(S3)中：利用光刻、刻蝕或者摻雜工藝，向所述的P型中心有源區(27)的外圍環形區域內摻入N型雜質，形成所述的補償摻雜區(28)；

在第四步驟(S4)中：采用淀積方式在所述的覆蓋層(26)上制作所述的介質掩膜層(29)，并利用光刻或者刻蝕工藝，制作所述的電極孔；

在第五步驟(S5)中：制作所述的正面電極層(30)，通過所述的電極孔與所述的P型中心有源區(27)形成歐姆接觸，并利用光刻或者刻蝕工藝，制作出透光的窗口區；

在第六步驟(S6)中：將所述的襯底(20)減薄后，在所述的襯底(20)背面制作所述的背面電極層(31)；

在第七步驟(S7)中：對所述的雪崩光電二極管管芯進行分割解理，然后封裝。