[發(fā)明專利]850nm波段吸收區(qū)部分耗盡光電探測器及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011291398.0
• 申請日: 2020-11-18
• 公開（公告）號: CN112420859B
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳佰樂;謝治陽
• 申請（專利權(quán)）人: 上海科技大學(xué)
• 主分類號: H01L31/0304
• 分類號: H01L31/0304;H01L31/105;H01L31/18
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 徐俊

1.一種850nm波段吸收區(qū)部分耗盡光電探測器，其特征在于，包括半導(dǎo)體主體，半導(dǎo)體主體包括半絕緣GaAs襯底(a)，半絕緣GaAs襯底(a)上依次設(shè)有緩沖層(b)、陰極接觸層(c)、過渡層(d)、耗盡GaAs吸收層(e)、非耗盡GaAs吸收層(f)、覆蓋層(g)、陽極接觸層(h)，陰極接觸層(c)和過渡層(d)構(gòu)成第二臺階(4)，過渡層(d)、耗盡GaAs吸收層(e)、非耗盡GaAs吸收層(f)、覆蓋層(g)和陽極接觸層(h)構(gòu)成第一臺階(1)，第一臺階(1)上設(shè)有陽極(2)，第二臺階(4)上設(shè)有陰極(3)，陽極(2)、陰極(3)向同一側(cè)的半絕緣GaAs襯底(a)延伸，陽極(2)的延伸部分及其兩側(cè)的陰極(3)的延伸部分與半絕緣GaAs襯底(a)上的鍍金層構(gòu)成共面波導(dǎo)電極(6)；第一臺階(1)、第二臺階(4)、半絕緣GaAs襯底(a)的表面設(shè)有兩層鈍化薄膜(5)；所述光電探測器采用本征GaAs層和p型摻雜GaAs層作為吸收區(qū)，采用p型摻雜GaAs材料作為非耗盡吸收層。

2.如權(quán)利要求1所述的850nm波段吸收區(qū)部分耗盡光電探測器，其特征在于，所述的耗盡GaAs吸收層(e)、非耗盡GaAs吸收層(f)用于吸收波長在850nm波段的光子；所述的陰極接觸層(c)、過渡層(d)和覆蓋層(g)對波長在850nm波段的光子透明，陰極接觸層(c)用于使半導(dǎo)體主體與陰極(3)之間形成歐姆接觸，陽極接觸層(h)用于使半導(dǎo)體主體與陽極(2)之間形成歐姆接觸，鈍化薄膜(5)用于減少表面漏電流，并增加光電探測器對波長在850nm波段的光子的透射率。

3.如權(quán)利要求1所述的850nm波段吸收區(qū)部分耗盡光電探測器，其特征在于，所述非耗盡GaAs吸收層(f)由多個(gè)成階梯狀摻雜濃度的p型摻雜的GaAs層構(gòu)成；所述耗盡GaAs吸收層(e)采用的本征的GaAs材料。

4.如權(quán)利要求1所述的850nm波段吸收區(qū)部分耗盡光電探測器，其特征在于，所述緩沖層(b)采用摻雜濃度為1×10¹⁵cm^-3以下的本征GaAs層；陰極接觸層(c)由一層摻雜濃度為3×10¹⁸cm^-3的n型AlGaAs層和一層摻雜濃度為1×10¹⁸cm^-3的n型Al_xGa_1-xAs層組成，其中組分x為0.15；過渡層(d)由兩層摻雜濃度為1×10¹⁵cm^-3以下的本征Al_xGa_1-xAs層組成，其中組分x分別為0.10、0.05；耗盡GaAs吸收層(e)采用摻雜濃度為1×10¹⁵cm^-3以下的本征GaAs層；非耗盡GaAs吸收層(f)由四層摻雜濃度不同的p型GaAs層構(gòu)成，其中，摻雜濃度依次為2×10¹⁷cm^-3、5×10¹⁷cm^-3、1×10¹⁸cm^-3、2×10¹⁸cm^-3；覆蓋層(g)采用一層摻雜濃度為2×10¹⁸cm^-3的p型Al_xGa_1-xAs層，其中組分x為0.15；陽極接觸層(h)采用GaAs層，摻雜類型為p型摻雜，摻雜濃度為1×10¹⁹cm^-3。

5.如權(quán)利要求4所述的850nm波段吸收區(qū)部分耗盡光電探測器，其特征在于，所述緩沖層(b)的厚度為200nm，陰極接觸層(c)的厚度為1100nm，過渡層(d)厚度為20nm，耗盡GaAs吸收層(e)的厚度為1200nm，非耗盡GaAs吸收層(f)中四層GaAs層厚度均為100nm，覆蓋層(g)的厚度為400nm，陽極接觸層(h)的厚度為50nm。