[發明專利]一種新型雪崩二極管光電探測器及其制備方法

有效

• 申請號: 201710971045.7
• 申請日: 2017-10-18
• 公開（公告）號: CN107644921B
• 公開（公告）日: 2023-08-29
• 發明（設計）人: 楊為家;劉均炎;劉銘全;劉俊杰;沈耿哲;何鑫;曾慶光
• 申請（專利權）人: 五邑大學
• 主分類號: H01L31/107
• 分類號: H01L31/107;H01L31/18
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 馮劍明

1.新型雪崩二極管光電探測器的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)清洗單晶襯底，去除單晶襯底表面粘污顆粒和表面有機物，并使用甩干機甩干；

2)采用等離子體增強化學氣相沉積法、分子束外延法或金屬有機化合物化學氣相沉淀法在單晶襯底的正面外延生長一層金屬多功能層，其中外延生長溫度為750-1150℃；

3)采用金屬有機化合物化學氣相沉淀法在金屬多功能層上外延生長一層InGaAs吸收層，其中外延生長溫度控制為900-1200℃；

4)采用金屬有機化合物化學氣相沉淀法在InGaAs吸收層上外延生長一層P型重摻雜InGaAs層，其中外延生長溫度控制為900-1200℃；

5)采用離子注入機在單晶襯底的背面均勻注入離子，從而在單晶襯底的背面獲得N型重摻雜層，劑量為5×10³/cm²-5×10⁵/cm²，注入能量為50-150KeV，注入元素為砷、磷、銻等五價元素；離子注入后，采用瞬態高溫退火，提高晶格完整性；

6)在P型重摻雜InGaAs層上蒸鍍P型電極；

7)在N型重摻雜層上蒸鍍N型電極；

8)裂片，封裝，即可得到新型雪崩二極管光電探測器。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟4)中，外延生長一層P型重摻雜InGaAs層時，摻雜的元素為B或Si。

3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述金屬多功能層的厚度是10-200nm，InGaAs吸收層的厚度是1500-3000nm，P型重摻雜InGaAs層的厚度是150-300nm。

4.權利要求1-3任一項所述的方法制備的新型雪崩二極管光電探測器，其特征在于，包括由下往上依次層疊的N型電極、N型重摻雜層、單晶襯底、金屬多功能層、InGaAs吸收層、P型重摻雜InGaAs層和P型電極。

5.根據權利要求4所述的新型雪崩二極管光電探測器，其特征在于，所述N型重摻雜層是通過對單晶襯底的背面進行離子注入摻雜實現的。

6.根據權利要求4所述的新型雪崩二極管光電探測器，其特征在于，所述單晶襯底的材料是Si、InP或InAlAs。

7.根據權利要求4所述的新型雪崩二極管光電探測器，其特征在于，所述金屬多功能層的材料是Al、Ag、Au或Ni。

8.根據權利要求4所述的新型雪崩二極管光電探測器，其特征在于，所述N型電極、N型重摻雜層、單晶襯底、金屬多功能層、InGaAs吸收層、P型重摻雜InGaAs層的周向輪廓相等。

9.根據權利要求4所述的新型雪崩二極管光電探測器，其特征在于，所述金屬多功能層的厚度是10-200nm，InGaAs吸收層的厚度是1500-3000nm，P型重摻雜InGaAs層的厚度是150-300nm。

10.權利要求1-3任一項所述的制備方法制備得到的新型雪崩二極管光電探測器在傳感器、智能控制產品和智能家居產品中的應用。