[發明專利]GaAs基光電器件及其陣列的制備方法

有效

• 申請號: 201910149206.3
• 申請日: 2019-02-28
• 公開（公告）號: CN111628022B
• 公開（公告）日: 2022-07-15
• 發明（設計）人: 陳弘;霍雯雪;賈海強;杜春花;江洋;王文新
• 申請（專利權）人: 中國科學院物理研究所
• 主分類號: H01L31/0392
• 分類號: H01L31/0392;H01L31/0232;H01L31/024;H01L31/18
• 代理公司: 北京泛華偉業知識產權代理有限公司 11280
• 代理人: 王勇;王博

本發明提供了一種GaAs基光電器件及GaAs基光電器件陣列的制備方法，GaAs基光電器件從下至上依次包括：金屬基板組件；背電極層；背電極歐姆接觸層；間道腐蝕阻擋層；GaAs有源層；頂電極歐姆接觸層；頂電極層。制備方法包括步驟：1)，提供一個GaAs基光電器件外延片，其包括襯底，襯底腐蝕阻擋層，背電極歐姆接觸層，間道腐蝕阻擋層，GaAs有源層，頂電極歐姆接觸層；2)，在頂電極歐姆接觸層上制備頂電極層；3)，形成間道溝槽；4)，將過渡基板粘附在頂電極層上；5)，移除襯底和襯底腐蝕阻擋層；6)，在背電極歐姆接觸層上制備背電極層；7)，在背電極層上制備金屬基板組件；8)，移除過渡基板。GaAs基光電器件散熱能力好，制備方法提高了成品率。

技術領域

本發明涉及光電器件，具體涉及一種GaAs基光電器件及其陣列的制備方法。

背景技術

光電器件具有平面型和垂直型兩種不同的結構。平面型結構是指光電器件的頂電極和背電極位于光電轉換層的同一側，但位于同一側的兩個電極減小了光電器件的入射光或出射光的窗口面積，從而降低了其光電轉換性能。垂直型結構是指光電器件的兩個電極位于光電轉換層的相對兩側，對其窗口面積的影響較小。另外垂直型結構的光電器件中的電流方向垂直光電轉換層，減小了電流阻塞作用。

在垂直型的GaAs基光電器件中，GaAs襯底具有某些缺陷。GaAs襯底的導熱性較差、導電性低，對波長小于870nm(GaAs襯底帶隙對應的波長)的光的吸收率很高，且GaAs襯底厚度大、易碎、無法折疊和彎曲。

為了提高垂直型GaAs基光電器件的性能，則將原始襯底去除并制備金屬襯底。由于金屬鍵合的方法對外延片的潔凈度、彎曲度、平坦度等要求高，且較高的鍵合溫度會破壞器件，從而導致成品率低。

通常同一片襯底之上可以同時制備多個器件，該多個器件需要通過后期分離成為分立子器件，分離方法可以采用濕法腐蝕、干法刻蝕和激光切割等方法。

采用濕法腐蝕的方法腐蝕間道進行器件分離時，難以避免襯底上的外延層被腐蝕完全從而貫穿，使得在進行后期工藝步驟時損壞器件，導致器件的成品率降低。

發明內容

針對現有技術存在的上述技術問題，本發明提供了一種GaAs基光電器件，所述GaAs基光電器件從下至上依次包括：

金屬基板組件；

背電極層；

背電極歐姆接觸層；

間道腐蝕阻擋層；

GaAs有源層；

頂電極歐姆接觸層；

頂電極層。

優選的，所述金屬基板組件呈柔性，其包括金屬基板和打底金屬層。

優選的，所述金屬基板是通過電鍍或蒸發多層不同金屬層疊形成。

優選的，所述間道腐蝕阻擋層為InGaP、InAlP或Al_xGa_(1-x)As，x≥0.4。

優選的，所述GaAs基光電器件還包括：位于所述間道腐蝕阻擋層和GaAs有源層之間的背場層，以及位于所述GaAs有源層和頂電極歐姆接觸層之間的窗口層，所述背場層和窗口層的禁帶寬度都大于所述GaAs有源層的禁帶寬度。

優選的，所述頂電極歐姆接觸層的其中一個與所述頂電極層相接觸的表面具有圖形結構，所述背電極歐姆接觸層的其中一個與所述背電極層相接觸的表面具有圖形結構。

優選的，所述GaAs基光電器件還包括：

第一介質層，所述第一介質層和頂電極層位于所述頂電極歐姆接觸層的表面上，且所述第一介質層的折射率在空氣和所述頂電極歐姆接觸層的折射率之間；以及