[發明專利]高速光電探測器的外延結構

在審

• 申請號: 202210111115.2
• 申請日: 2022-01-29
• 公開（公告）號: CN116565040A
• 公開（公告）日: 2023-08-08
• 發明（設計）人: 宋國峰;晁明豪;劉青松;莊凌云
• 申請（專利權）人: 中國科學院半導體研究所
• 主分類號: H01L31/0304
• 分類號: H01L31/0304;H01L31/101;H01L31/103
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 任巖

1.一種高速光電探測器的外延結構，包括在半絕緣襯底上依次生長的緩沖層、下陰極接觸層、刻蝕阻擋層、上陰極接觸層、飽和漂移層、崖層、過沖漂移層、下過渡層、本征耗盡吸收層、重摻梯度非耗盡吸收層、上過渡層、擴散阻擋層和陽極接觸層，其特征在于：

所述本征耗盡吸收層和所述重摻梯度非耗盡吸收層均采用與InP材料晶格匹配度高、對1550nm波長光子吸收效率高的In_0.53Ga_0.47As材料。

2.根據權利要求1所述的高速光電探測器的外延結構，其特征在于，所述重摻梯度非耗盡吸收層包括多個子外延層，所述多個子外延層的摻雜濃度在外延生長方向上呈現階梯狀的單調變化。

3.根據權利要求2所述的高速光電探測器的外延結構，其特征在于，所述多個子外延層的摻雜類型為p型摻雜。

4.根據權利要求3所述的高速光電探測器的外延結構，其特征在于，所述多個子外延層的摻雜濃度為2×10¹⁷cm^-3至1×10¹⁹cm^-3。

5.根據權利要求4所述的高速光電探測器的外延結構，其特征在于，所述重摻梯度非耗盡吸收層包括7個子外延層，所述7個子外延層的摻雜濃度在外延生長方向上依次為：2×10¹⁷cm^-3、5×10¹⁷cm^-3、1×10¹⁸cm^-3、2×10¹⁸cm^-3、5×10¹⁸cm^-3、7×10¹⁸cm^-3和1×10¹⁹cm^-3。

6.根據權利要求5所述的高速光電探測器的外延結構，其特征在于，所述重摻梯度非耗盡吸收層的厚度為200nm～350nm。

7.根據權利要求6所述的高速光電探測器的外延結構，其特征在于，所述重摻梯度非耗盡吸收層的厚度為350nm。

8.根據權利要求6所述的高速光電探測器的外延結構，其特征在于，所述本征耗盡吸收層的厚度為100nm～150nm。

9.根據權利要求8所述的高速光電探測器的外延結構，其特征在于，所述本征耗盡吸收層的厚度為150nm。

10.根據權利要求8所述的高速光電探測器的外延結構，其特征在于，所述本征耗盡吸收層的摻雜類型為n型，摻雜濃度為1×10¹⁶cm^-3～2×10¹⁶cm^-3。

11.根據權利要求10所述的高速光電探測器的外延結構，其特征在于，所述本征耗盡吸收層的摻雜類型為n型，摻雜濃度為1×10¹⁶cm^-3。

12.根據權利要求1所述的高速光電探測器的外延結構，其特征在于，所述半絕緣襯底采用對通信C波段幾乎透明的InP材料。

13.根據權利要求1所述的高速光電探測器的外延結構，其特征在于，所述過沖漂移層的厚度為200nm～300nm。

14.根據權利要求13所述的高速光電探測器的外延結構，其特征在于，所述飽和漂移層和過沖漂移層的厚度均為250nm。