[發明專利]一種提高背照式光電二極管響應度的結構及制作方法

在審

• 申請號: 201811282182.0
• 申請日: 2018-10-31
• 公開（公告）號: CN109461778A
• 公開（公告）日: 2019-03-12
• 發明（設計）人: 黃曉峰;王立;崔大健;高新江;莫才平;遲殿鑫;樊鵬;陳偉
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第四十四研究所
• 主分類號: H01L31/0216
• 分類號: H01L31/0216;H01L31/0304;H01L31/105
• 代理公司: 重慶輝騰律師事務所 50215
• 代理人: 王海軍

1.一種提高背照式光電二極管響應度的結構，其特征在于，所述結構包括襯底，在襯底上生長有吸收層、漸變層、窗口層和歐姆接觸層；所述結構采用臺面型芯片結構，臺面表面覆蓋有鈍化層，有源區窗口覆蓋有P電極，從臺面下N型接觸層引出N電極，與P電極形成共平面電極。

2.根據權利要求1所述的一種提高背照式光電二極管響應度的結構，其特征在于，所述窗口層由兩種不同折射率化合物半導體材料交替生長組成，每層材料厚度為目標波長λ與該材料折射率n的4倍比值，即每層的厚度為λ/4n，生長層數為5～15對；襯底背面經拋光后為進光面，可集成微透鏡，表面淀積有抗反增透膜。

3.根據權利要求2所述的一種提高背照式光電二極管響應度的結構，其特征在于，窗口層由InP材料與InGaAlAs材料、或InAlAs材料與InGaAs(P)材料、或InAlAs材料與InGaAlAs材料交替生長組成。

4.根據權利要求2所述的一種提高背照式光電二極管響應度的結構，其特征在于，窗口層為InGaAs(P)材料的組成P型InP層與InGaAs(P)交替生長組成，InGaAs(P)的組分可表示為In_1-xGa_xAs_yP_1-y，其中x、y均為大于0且小于1的小數。

5.根據權利要求2所述的一種提高背照式光電二極管響應度的結構，其特征在于，襯底上還包括緩沖層，在襯底上由低向上生長的順序依次為緩沖層、吸收層、漸變層、窗口層和歐姆接觸層。

6.根據權利要求2所述的一種提高背照式光電二極管響應度的結構，其特征在于，襯底上還包括電荷層和倍增層，在襯底上由低向上生長的順序依次為倍增層、電荷層、吸收層、漸變層、窗口層和歐姆接觸層。

7.根據權利要求2所述的一種提高背照式光電二極管響應度的結構，其特征在于，襯底上還包括緩沖層、電荷層和倍增層，在襯底上由低向上生長的順序依次為緩沖層、吸收層、漸變層、電荷層、倍增層、窗口層和歐姆接觸層。

8.一種提高背照式光電二極管響應度的結構的制作方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、通過等離子體增強化學氣相淀積PECVD在外延材料上淀積厚度為氮化硅SiNx介質膜，通過光刻工藝定義出有源區區域；

S2、采用干法刻蝕或濕法腐蝕的方式將有源區區域刻蝕至襯底，進行有源區隔離；其中干法刻蝕可采用感應耦合等離子體刻蝕ICP或反應離子刻蝕RIE方式；濕法腐蝕可采用酸系列、酸氧系列、溴系列腐蝕液，刻蝕或腐蝕深度須到達n+InP襯底；

S3、鈍化層采用等離子增強化學氣相淀積PECVD沉積SiNx、SiO2或SiNxOy介質膜，或者鈍化層采用涂敷苯并環丁烯BCB或聚酰亞胺PI形成表面鈍化膜；

S4、采用剝離工藝蒸發或濺射形成P型歐姆接觸的金屬或金屬合金，選用的金屬或金屬合金包括鈦Ti、鉑Pt、鉻Cr或金Au；

S5、采用電子束或熱蒸發工藝蒸發形成N型歐姆接觸的金屬或金屬合金，選用的金屬或金屬合金包括金鍺鎳AuGeNi或金Au；

S6、采用化學機械拋光的方式將外延片減薄拋光至100～150μm；

S7、在拋光面背照入光面上刻蝕出透鏡，起到匯聚入射光的作用，增加光纖耦合容差。

9.根據權利要求7所述的一種提高背照式光電二極管響應度的結構的制作方法，其特征在于，步驟S1之后還包括采用MOCVD或閉管擴散技術，對結構的部分區域進行P型摻雜為，其中P型摻雜劑包括鋅Zn、鎘Cd、鈹Be或碳C。

10.根據權利要求8所述的一種提高背照式光電二極管響應度的結構的制作方法，其特征在于，步驟S7之后還包括在透鏡表面淀積抗反射增透膜。