[發(fā)明專利]一種基于三維外延薄膜結(jié)構(gòu)的光電探測器及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811579271.1
• 申請日: 2018-12-24
• 公開（公告）號: CN109686807B
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 金立川;楊航;王宇;張岱南;張懷武;鐘智勇;向全軍
• 申請（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號: H01L31/105
• 分類號: H01L31/105;H01L31/0236;H01L31/0336;H01L31/18
• 代理公司: 電子科技大學(xué)專利中心 51203
• 代理人: 吳姍霖

1.一種基于三維外延薄膜結(jié)構(gòu)的光電探測器，包括襯底，以及形成于襯底之上的光電薄膜和電極，所述襯底和光電薄膜形成pn結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述襯底為帶陣列凹槽的三維結(jié)構(gòu)；

所述襯底為n型半導(dǎo)體時(shí)，光電薄膜為p型半導(dǎo)體薄膜；所述襯底為p型半導(dǎo)體時(shí)，光電薄膜為n型半導(dǎo)體薄膜；

所述光電薄膜為鍺錫薄膜，厚度為10nm～2μm；

所述襯底為硅或砷化鎵；

所述凹槽的形狀為矩形、圓形或三角形。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于三維外延薄膜結(jié)構(gòu)的光電探測器，其特征在于，在襯底和光電薄膜之間添加緩沖層薄膜，所述緩沖層薄膜為本征薄膜，具體為Ge薄膜。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于三維外延薄膜結(jié)構(gòu)的光電探測器，其特征在于，所述緩沖層薄膜的厚度為10～300nm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于三維外延薄膜結(jié)構(gòu)的光電探測器，其特征在于，所述陣列凹槽結(jié)構(gòu)通過光刻和刻蝕技術(shù)形成于襯底上，所述光電薄膜通過分子束外延和離子注入工藝得到。

5.一種基于三維外延薄膜結(jié)構(gòu)的光電探測器，包括n型砷化鎵基底，以及形成于基底之上的鍺緩沖層、p型鍺錫薄膜和電極，其特征在于，所述n型砷化鎵基底為帶陣列凹槽的三維結(jié)構(gòu)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述基于三維外延薄膜結(jié)構(gòu)的光電探測器，其特征在于，所述鍺緩沖層的厚度為30～40nm，所述p型鍺錫薄膜的厚度為180～210nm。

7.一種基于三維外延薄膜結(jié)構(gòu)的光電探測器的制備方法，具體包括以下步驟：

步驟1、通過光刻和刻蝕在n型砷化鎵基底上形成陣列凹槽結(jié)構(gòu)；

步驟2、采用分子束外延方法在步驟1處理后得到的基底上依次生長鍺緩沖層和鍺錫薄膜；

步驟3、通過離子注入工藝形成p型摻雜的鍺錫薄膜；

步驟4、制備電極層，得到所述光電探測器。