[發(fā)明專利]基于AlInAsSb體材料作倍增區(qū)的雪崩光電二極管及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710345574.6
• 申請日: 2017-05-16
• 公開（公告）號: CN107170847A
• 公開（公告）日: 2017-09-15
• 發(fā)明（設計）人: 呂粵希;孫姚耀;郭春妍;王國偉;徐應強;牛智川
• 申請（專利權）人: 中國科學院半導體研究所
• 主分類號: H01L31/0304
• 分類號: H01L31/0304;H01L31/107;H01L31/18
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司11021
• 代理人: 任巖

1.一種基于AlInAsSb體材料作倍增區(qū)的雪崩光電二極管，包括：

襯底(100)；

緩沖層(200)，外延于所述襯底(100)之上；

N型歐姆接觸層(300)，外延于所述緩沖層(200)之上且橫截面為“凸”的形狀，其下半部分與襯底(100)的形狀一致，其上半部分為圓柱狀；

雪崩倍增層(400)，外延于所述N型歐姆接觸層(300)上半部分上表面之上，由Al_xIn_1-xAs_ySb_1-y體材料制備，摻雜濃度小于10¹⁶cm^-3，x的取值范圍為：0≤x≤1，y的取值范圍為：0.08≤y≤1；

P型電荷層(500)，外延于所述雪崩倍增層(400)之上；

光吸收層(600)，外延于所述P型電荷層(500)之上；以及

P型歐姆接觸層(700)，外延于所述光吸收層(600)之上。

2.根據權利要求1所述的雪崩光電二極管，還包括：

鈍化層(800)，沉積于所述N型歐姆接觸層(300)下半部分的上表面之上以及所述雪崩倍增層(400)、P型電荷層(500)、光吸收層(600)和P型歐姆接觸層(700)的外側；

P型電極(910)，沉積于所述P型歐姆接觸層(700)之上，呈環(huán)形，其外側與鈍化層(800)接觸；

N型電極(920)，沉積于所述N型歐姆接觸層(300)下半部分之上，呈環(huán)形，其內、外側均與所述鈍化層(800)接觸；以及

通光孔(1000)，為所述P型歐姆接觸層(700)上表面未覆蓋P型電極(910)的空間。

3.根據權利要求1所述的雪崩光電二極管，其中，所述雪崩倍增層(400)的制備材料Al_xIn_1-xAs_ySb_1-y中的Al組分x以及As組分y滿足如下關系式：

對于InP襯底，x取值為：0.48≤x≤1，

對于GaSb襯底，x取值為：0≤x≤1，

4.根據權利要求1所述的雪崩光電二極管，其中，

所述襯底(100)選用如下材料中的一種制備：GaSb、InP和InAs；

所述緩沖層(200)與襯底(100)的制備材料相同；

所述N型歐姆接觸層(300)選用摻Te的GaSb材料，摻雜濃度為3×10¹⁸cm^-3，其厚度介于400nm～600nm之間；

所述雪崩倍增層(400)的厚度介于200nm～5μm之間；

所述P型電荷層(500)采用P型離子摻雜的Al_xIn_l-xAs_ySb_l-y體材料，摻雜濃度介于5×10¹⁶cm^-3～5×10¹⁷cm^-3之間，其厚度介于20nm～200nm之間；

所述光吸收層(600)選用以下材料中的一種或幾種：GaSb、In_x’Ga_1-x’As、Al_x”In_l-x”As_y”Sb_l-y”、In_x”’Ga_l-x”’As_y”’Sb_1-y”’、InAs/GaSb超晶格和InAs/AlSb超晶格，上述材料的摻雜濃度小于10¹⁶cm^-3，厚度介于200nm～5μm之間，其中，x’，x”，x”’，y”，y”’表示各元素的組分，取值范圍介于0至1之間；

所述P型歐姆接觸層(700)選用Be摻雜的GaSb材料，摻雜濃度為5×10¹⁸cm^-3，其厚度介于150nm～250nm之間；

所述鈍化層(800)包括：電鍍層(810)和介質膜層(820)，所述介質膜層(820)包覆于電鍍層(810)的外側。