CN112289888A - InAlAs雪崩光电探测器及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明适用于光探测器技术领域,提供了一种InAlAs雪崩光电探测器及其制备方法,该方法包括:在衬底上依次制备缓冲层、吸收层、电荷层、渐变层、InAlAs倍增层和N型欧姆接触层并刻蚀,形成台面侧壁与缓冲层呈预设倾角的台面结构,在缓冲层上除台面结构之外区域制备P型欧姆接触层;或者在衬底上依次制备缓冲层、N型欧姆接触层、InAlAs倍增层、渐变层、电荷层、吸收层和P型欧姆接触层并刻蚀,形成台面侧壁与N型欧姆接触层呈预设倾角的台面结构;在P型欧姆接触层的裸露区域和N型欧姆接触层的裸露区域分别制备欧姆接触电极,获得InAlAs雪崩光电探测器。本发明通过预设倾角的台面结构可以抑制边缘击穿,且工艺简单。

Description

InAlAs雪崩光电探测器及其制备方法
技术领域
本发明属于光探测器技术领域,尤其涉及一种InAlAs雪崩光电探测器及其制备方法。
背景技术
光电探测器是将光信号转变为电信号的器件,作为光接收机的核心部分,光电探测器性能的强弱决定了光纤通信系统传输能力的大小。随着光纤通信技术的发展,对光电探测器性能的要求越来越高。与传统的PIN结构探测器相比较,雪崩光电探测器内部的载流子在偏置电压下产生的雪崩倍增效应可以极大提高光电信号检测的灵敏度,从而提高了器件的响应以及信噪比等。因此在光纤通信系统中,通常把雪崩光电探测器作为光接收器。
目前应用最广泛的雪崩光电探测器是InP雪崩光电探测器。然而基于InP材料的雪崩光电探测器是利用空穴引发增益,相对于电子来说,由于空穴的迁移率较小,限制了雪崩光电探测器的探测频率,现在InP材料逐渐被InAlAs材料取代。
薄的InAlAs外延层在纯电子注入的条件下,作为雪崩光电探测器的倍增层材料,具有低噪声、高带宽的特性。然而平面型雪崩光电探测器在结弯曲处具有高的电场,容易导致在结边缘的提前击穿,为了保证雪崩光电探测器的有效工作,必需抑制边缘击穿。其中,空穴注入型雪崩光电探测器一般使用扩散或离子注入形成保护环结构以抑制边缘击穿,但是对于电子注入型雪崩光电探测器,难以用保护环结构抑制边缘击穿。
发明内容
有鉴于此,本发明实施例提供了一种InAlAs雪崩光电探测器及其制备方法,以解决现有技术中电子注入型雪崩光电探测器的边缘击穿的问题。
本发明实施例的第一方面提供了一种InAlAs雪崩光电探测器的制备方法,包括:
在衬底上依次制备缓冲层、吸收层、电荷层、渐变层、InAlAs倍增层和N型欧姆接触层;刻蚀所述吸收层、所述电荷层、所述渐变层、所述InAlAs倍增层和所述N型欧姆接触层,在所述缓冲层上形成台面结构;并在所述缓冲层上除所述台面结构之外区域制备P型欧姆接触层;所述台面结构的台面侧壁与所述缓冲层呈预设倾角;
或者,在衬底上依次制备缓冲层、N型欧姆接触层、InAlAs倍增层、渐变层、电荷层、吸收层和P型欧姆接触层;刻蚀所述InAlAs倍增层、所述渐变层、所述电荷层、所述吸收层和所述P型欧姆接触层,在所述N型欧姆接触层上形成台面结构;所述台面结构的台面侧壁与所述N型欧姆接触层呈预设倾角;
在所述P型欧姆接触层的裸露区域和所述N型欧姆接触层的裸露区域分别制备欧姆接触电极,获得InAlAs雪崩光电探测器。
可选的,所述刻蚀所述吸收层、所述电荷层、所述渐变层、所述InAlAs倍增层和所述N型欧姆接触层,在所述缓冲层上形成台面结构;所述台面结构的台面侧壁与所述缓冲层呈预设倾角,包括:
在所述N型欧姆接触层上沉积光刻胶,并利用光刻胶掩膜版对所述光刻胶进行曝光、显影,在所述N型欧姆接触层上形成光刻胶图形;
根据所述光刻胶图形依次对所述N型欧姆接触层、所述InAlAs倍增层、所述渐变层、所述电荷层和所述吸收层进行刻蚀,在所述缓冲层上形成台面结构;所述台面结构的台面侧壁与所述缓冲层呈预设倾角;
所述刻蚀所述InAlAs倍增层、所述渐变层、所述电荷层、所述吸收层和所述P型欧姆接触层,在所述N型欧姆接触层上形成台面结构;所述台面结构的台面侧壁与所述N型欧姆接触层呈预设倾角,包括:
在所述P型欧姆接触层上沉积光刻胶,并利用光刻胶掩膜版对所述光刻胶进行曝光、显影,在所述P型欧姆接触层上形成光刻胶图形;
根据所述光刻胶图形依次对所述P型欧姆接触层、所述吸收层、所述电荷层、所述渐变层和所述InAlAs倍增层进行刻蚀,在所述N型欧姆接触层上形成台面结构,所述台面结构的台面侧壁与所述N型欧姆接触层呈预设倾角。
可选的,所述吸收层为非掺杂本征InGaAs吸收层,所述非掺杂本征InGaAs吸收层的面电荷密度为1×1012cm-3~9×1012cm-3,厚度大于0.1um;
所述电荷层为高掺杂P型InAlAs电荷层,所述高掺杂P型InAlAs电荷层的掺杂浓度大于3×1017cm-3,厚度小于0.2um;
所述渐变层为非掺杂本征InAlAs-InGaAs渐变层;
所述InAlAs倍增层为非掺杂本征InAlAs倍增层,所述非掺杂本征InAlAs倍增层的面电荷密度为1×1012cm-3~9×1012cm-3
可选的,所述预设倾角为30°~60°。
可选的,所述在所述P型欧姆接触层的裸露区域和所述N型欧姆接触层的裸露区域分别制备欧姆接触电极之前,还包括:
在所述缓冲层上的所述P型欧姆接触层、所述台面结构的台面侧壁和所述台面结构的上表面制备钝化膜;
或者,在所述缓冲层上的所述N型欧姆接触层的裸露区域、所述台面结构的台面侧壁和所述台面结构的上表面制备钝化膜。
可选的,所述在所述P型欧姆接触层的裸露区域和所述N型欧姆接触层的裸露区域分别制备欧姆接触电极之后,还包括:
当所述缓冲层上为所述P型欧姆接触层时,将所述衬底上背离所述缓冲层的一面刻蚀成凸透镜形状,并在刻蚀后的衬底上制备增透膜;
或者,当所述缓冲层上为所述N型欧姆接触层时,在所述台面结构上的P型欧姆接触层上除所述欧姆接触电极之外区域制备增透膜。
可选的,所述增透膜,包括:TiO2层和SiO2层;
所述TiO2层的厚度为50nm~150nm,所述SiO2层的厚度为100nm~300nm。
本发明实施例的第二方面提供了一种InAlAs雪崩光电探测器,包括:
衬底,以及在所述衬底上设置的缓冲层;
在所述缓冲层上依次设置的吸收层、电荷层、渐变层、InAlAs倍增层和N型欧姆接触层,其中,所述吸收层、所述电荷层、所述渐变层、所述InAlAs倍增层和所述N型欧姆接触层在所述缓冲层上形成台面结构;所述台面结构的台面侧壁与所述缓冲层呈预设倾角;以及在所述缓冲层上除所述台面结构之外区域设置的P型欧姆接触层;
或者,在所述缓冲层上依次设置的N型欧姆接触层、InAlAs倍增层、渐变层、电荷层、吸收层和P型欧姆接触层,其中,所述InAlAs倍增层、所述渐变层、所述电荷层、所述吸收层和所述P型欧姆接触层在所述N型欧姆接触层上形成台面结构,所述台面结构的台面侧壁与所述N型欧姆接触层呈预设倾角;
在所述P型欧姆接触层的裸露区域和所述N型欧姆接触层的裸露区域分别设置的欧姆接触电极。
可选的,所述预设倾角为30°~60°。
可选的,所述InAlAs雪崩光电探测器,还包括:增透膜;
当所述缓冲层上设置所述P型欧姆接触层时,所述增透膜设置在所述衬底上背离所述缓冲层的一面;
或者,当所述缓冲层上设置所述N型欧姆接触层时,所述增透膜设置在所述台面结构上的P型欧姆接触层上除所述欧姆接触电极之外区域。
本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是:区别于现有技术中使用扩散或离子注入形成保护环结构以抑制边缘击穿,本发明通过在缓冲层上形成台面结构,所述台面结构的台面侧壁与所述缓冲层呈预设倾角;或者在N型欧姆接触层上形成台面结构,所述台面结构的台面侧壁与所述N型欧姆接触层呈预设倾角;获得InAlAs雪崩光电探测器。基于预设倾角的台面结构形成正磨角结,可以使InAlAs倍增层沿表面电场远小于体内电场,改变InAlAs雪崩光电探测器的内部电场分布,使电场线集中在InAlAs倍增层下方,既抑制了电子注入型雪崩光电探测器的边缘击穿,同时避免使用保护环结构,简化了InAlAs雪崩光电探测器的制备工艺。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的InAlAs雪崩光电探测器的制备方法的实现流程示意图;
图2是本发明实施例提供的形成预设倾角的台面结构的示意图;
图3是本发明另一实施例提供的形成预设倾角的台面结构的示意图;
图4是本发明实施例提供的制备钝化膜的示意图;
图5是本发明另一实施例提供的制备钝化膜的示意图;
图6是本发明实施例提供的制备欧姆接触电极的示意图;
图7是本发明另一实施例提供的制备欧姆接触电极的示意图;
图8是本发明实施例提供的制备增透膜的示意图;
图9是本发明另一实施例提供的制备增透膜的示意图;
图10是本发明另一实施例提供的InAlAs雪崩光电探测器的结构示意图。
具体实施方式
以下描述中,为了说明而不是为了限定,提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节,以便透彻理解本发明实施例。然而,本领域的技术人员应当清楚,在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中,省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明,以免不必要的细节妨碍本发明的描述。
为了说明本发明所述的技术方案,下面通过具体实施例来进行说明。
图1为本发明实施例提供的InAlAs雪崩光电探测器的制备方法的实现流程示意图,详述如下。
步骤S101,参见图2和图3,在衬底1上依次制备缓冲层2、吸收层7、电荷层8、渐变层9、InAlAs倍增层10和N型欧姆接触层11;刻蚀吸收层7、电荷层8、渐变层9、InAlAs倍增层10和N型欧姆接触层11,在缓冲层2上形成台面结构3;并在缓冲层2上除台面结构3之外区域制备P型欧姆接触层12,台面结构3的台面侧壁与缓冲层2呈预设倾角。或者,在衬底1上依次制备缓冲层2、N型欧姆接触层11、InAlAs倍增层10、渐变层9、电荷层8、吸收层7和P型欧姆接触层12;刻蚀InAlAs倍增层10、渐变层9、电荷层8、吸收层7和P型欧姆接触层12,在N型欧姆接触层11上形成台面结构3;台面结构3的台面侧壁与N型欧姆接触层11呈预设倾角。
其中,在缓冲层2上除台面结构3之外区域制备P型欧姆接触层12时,缓冲层2可以为P型InAlAs层,在N型欧姆接触层11上形成台面结构3时,缓冲层2可以为N型InP层。在P型InAlAs层缓冲层2上通过刻蚀得到台面结构3之后,再在P型InAlAs层缓冲层2上除台面结构3之外区域通过二次外延工艺生长P型欧姆接触层12,可以降低欧姆接触电阻,有利于提高InAlAs雪崩光电探测器的响应速率。
其中,P型欧姆接触层12可以为高掺杂P型InGaAsP欧姆接触层,高掺杂P型InGaAsP欧姆接触层的掺杂浓度可以大于3×1017cm-3,厚度可以小于0.2um。N型欧姆接触层11可以为高掺杂N型InAlAs欧姆接触层。
其中,在缓冲层2上形成台面结构3,使台面结构3的台面侧壁与缓冲层2呈预设倾角,通过衬底1、缓冲层2、吸收层7、电荷层8、渐变层9、InAlAs倍增层10和N型欧姆接触层11形成了背入射倒置结构,可以有效提InAlAs高雪崩光电探测器的响应度进而提高灵敏度。
可选的,刻蚀吸收层7、电荷层8、渐变层9、InAlAs倍增层10和N型欧姆接触层11,在缓冲层2上形成台面结构3,台面结构3的台面侧壁与缓冲层2呈预设倾角,可以包括:
在N型欧姆接触层11上沉积光刻胶,并利用光刻胶掩膜版对光刻胶进行曝光、显影,在N型欧姆接触层11上形成光刻胶图形;根据光刻胶图形依次对N型欧姆接触层11、InAlAs倍增层10、渐变层9、电荷层8和吸收层7进行刻蚀,在缓冲层2上形成台面结构3,台面结构3的台面侧壁与缓冲层2呈预设倾角。
刻蚀InAlAs倍增层10、渐变层9、电荷层8、吸收层7和P型欧姆接触层12,在N型欧姆接触层11上形成台面结构3,台面结构3的台面侧壁与N型欧姆接触层11呈预设倾角,可以包括:
在P型欧姆接触层12上沉积光刻胶,并利用光刻胶掩膜版对光刻胶进行曝光、显影,在P型欧姆接触层12上形成光刻胶图形;根据光刻胶图形依次对P型欧姆接触层12、吸收层7、电荷层8、渐变层9和InAlAs倍增层10进行刻蚀,在N型欧姆接触层11上形成台面结构3,台面结构3的台面侧壁与N型欧姆接触层11呈预设倾角。
其中,预设倾角可以为30°~60°。可以根据光刻胶图形通过刻蚀台依次对P型欧姆接触层12、吸收层7、电荷层8、渐变层9和InAlAs倍增层10进行刻蚀,或者根据光刻胶图形通过刻蚀台依次对N型欧姆接触层11、InAlAs倍增层10、渐变层9、电荷层8和吸收层7进行刻蚀,通过调整刻蚀台的工艺参数,使得刻蚀后形成台面侧壁为30°~60°的台面结构3。台面侧壁为30°~60°的台面结构可以形成正磨角结,使InAlAs倍增层沿表面电场远远小于体内电场,改变InAlAs雪崩光电探测器的内部电场分布,使电场线集中在InAlAs倍增层下方,既抑制了电子注入型雪崩光电探测器的边缘击穿,同时避免使用保护环结构,简化了工艺。
其中,衬底1可以为InP绝缘衬底或InP半绝缘衬底,使得制备的InAlAs雪崩光电探测器响应速度快。
吸收层7可以为非掺杂本征InGaAs吸收层,非掺杂本征InGaAs吸收层的面电荷密度可以为1×1012cm-3~9×1012cm-3,浓度小对波的吸收好,厚度可以大于0.1um,厚度大有利于减小串联电阻。
电荷层8可以为高掺杂P型InAlAs电荷层,高掺杂P型InAlAs电荷层的掺杂浓度可以大于3×1017cm-3,浓度大有利于提高InAlAs倍增层的电场,容易产生倍增,厚度可以小于0.2um,厚度小,有利于电子的渡越,提高响应速率。
渐变层9可以为非掺杂本征InAlAs-InGaAs渐变层。
InAlAs倍增层10可以为非掺杂本征InAlAs倍增层,非掺杂本征InAlAs倍增层的面电荷密度可以为1×1012cm-3~9×1012cm-3,浓度小有利于电子离化,非掺杂本征InAlAs倍增层的厚度可以根据实际需要设置,其中厚度增大,InAlAs雪崩光电探测器的倍增时间增长,响应速率减慢;厚度减小,InAlAs雪崩光电探测器工作电压下的倍增减小。
其中,使用InAlAs作为倍增层,工作电压小,温度系数小,同时InAlAs雪崩光电探测器为电子倍增,响应时间短,有利于提高器件的带宽和灵敏度。
步骤S102,在P型欧姆接触层的裸露区域和N型欧姆接触层的裸露区域分别制备欧姆接触电极,获得InAlAs雪崩光电探测器。
可选的,参见图4和图5,在P型欧姆接触层12的裸露区域和N型欧姆接触层11的裸露区域分别制备欧姆接触电极之前,还可以包括:在缓冲层2上的P型欧姆接触层、台面结构3的台面侧壁和台面结构3的上表面制备钝化膜4;或者,在缓冲层2上的N型欧姆接触层的裸露区域、台面结构3的台面侧壁和台面结构3的上表面制备钝化膜4。
其中,钝化膜4可以为含Si薄膜,例如本征硅薄膜,钝化膜4的厚度可以为150μm~300μm,通过钝化膜4可以保护露在外面的吸收层7,有效减小InAlAs雪崩光电探测器表面漏电,降低InAlAs雪崩光电探测器的暗电流,提高信噪比。
制备钝化膜4之后,参见图6和图7,可以对P型欧姆接触层12的裸露区域的对应位置和N型欧姆接触层11的裸露区域的对应位置的钝化膜进行刻蚀,直到露出P型欧姆接触层12的裸露区域的对应位置和N型欧姆接触层11的裸露区域的对应位置,并分别在P型欧姆接触层12的裸露区域的对应位置蒸发欧姆接触金属,例如Au或Ge,剥离或刻蚀后形成P型欧姆接触电极5,在N型欧姆接触层11的裸露区域的对应位置蒸发欧姆接触金属,例如Au或Ge,剥离或刻蚀后形成N型欧姆接触电极6。
可选的,在P型欧姆接触层12的裸露区域和N型欧姆接触层11的裸露区域分别制备欧姆接触电极之后,还可以包括:当缓冲层2上为P型欧姆接触层12时,将衬底1上背离缓冲层2的一面刻蚀成凸透镜形状,并在刻蚀后的衬底1上制备增透膜;或者,当缓冲层2上为N型欧姆接触层11时,在台面结构上的P型欧姆接触层12上除欧姆接触电极之外区域制备增透膜。
其中,当缓冲层2上为P型欧姆接触层12时,可以通过背面表面湿法或干法刻蚀将衬底1上背离缓冲层2的一面刻蚀成凸透镜形状用于背面进光,并在刻蚀后的衬底1上基于镀膜工艺蒸镀TiO2层和SiO2层的双层增透膜13;或者,当缓冲层2上为N型欧姆接触层11时,可以刻蚀掉台面结构3上的P型欧姆接触层12上的P型欧姆接触电极5之间的钝化膜4,并在台面结构3上的P型欧姆接触层12上除P型欧姆接触电极5之外区域基于镀膜工艺蒸镀TiO2层和SiO2层的双层增透膜13。
其中,TiO2层的厚度可以为50nm~150nm,SiO2层的厚度可以为100nm~300nm。TiO2层和SiO2层形成的双层增透膜13可以提高InAlAs雪崩光电探测器的响应度。
上述InAlAs雪崩光电探测器的制备方法,通过在缓冲层上形成台面侧壁为30°~60°的台面结构;或者在N型欧姆接触层上形成台面侧壁为30°~60°的台面结构,可以形成正磨角结,使得InAlAs倍增层沿表面电场远小于体内电场,改变InAlAs雪崩光电探测器的内部电场分布,使电场线集中在InAlAs倍增层下方,既抑制了电子注入型雪崩光电探测器的边缘击穿,同时避免使用保护环结构,简化了工艺。通过在缓冲层上除台面结构之外区域制备P型欧姆接触层,可以降低欧姆接触电阻,有利于提高InAlAs雪崩光电探测器的响应速率。而基于InAlAs倍增层获得InAlAs雪崩光电探测器,工作电压小,温度系数小,响应时间短,器件的带宽和灵敏度性能优越。通过制备钝化膜,可以保护露在外面的吸收层,有效减小InAlAs雪崩光电探测器表面漏电,降低InAlAs雪崩光电探测器的暗电流,提高信噪比。通过制备TiO2层和SiO2层形成的双层增透膜,可以提高InAlAs雪崩光电探测器的响应度。
应理解,上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后,各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定,而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
对应于上文实施例所述的InAlAs雪崩光电探测器的制备方法,图10示出了本发明实施例提供的InAlAs雪崩光电探测器的示意图。如图10所示,该InAlAs雪崩光电探测器可以包括:衬底1,以及在衬底1上设置的缓冲层2;在缓冲层2上依次设置的吸收层7、电荷层8、渐变层9、InAlAs倍增层10和N型欧姆接触层11,其中,吸收层7、电荷层8、渐变层9、InAlAs倍增层10和N型欧姆接触层11在缓冲层2上形成台面结构3;台面结构3的台面侧壁与缓冲层2呈预设倾角;以及在缓冲层2上除台面结构3之外区域设置的P型欧姆接触层12;或者,在缓冲层2上依次设置的N型欧姆接触层11、InAlAs倍增层10、渐变层9、电荷层8、吸收层7和P型欧姆接触层12,其中,InAlAs倍增层10、渐变层9、电荷层8、吸收层7和P型欧姆接触层12在N型欧姆接触层11上形成台面结构3,台面结构3的台面侧壁与N型欧姆接触层11呈预设倾角;在P型欧姆接触层12的裸露区域和N型欧姆接触层11的裸露区域分别设置的欧姆接触电极。
可选的,吸收层7、电荷层8、渐变层9、InAlAs倍增层10和N型欧姆接触层11在缓冲层2上形成的台面结构3,或者InAlAs倍增层10、渐变层9、电荷层8、吸收层7和P型欧姆接触层12在N型欧姆接触层11上形成的台面结构3的倾角可以为30°~60°,台面侧壁为30°~60°的台面结构可以形成正磨角结,使得InAlAs倍增层沿表面电场远远小于体内电场,改变InAlAs雪崩光电探测器的内部电场分布,使电场线集中在InAlAs倍增层下方,既抑制了电子注入型雪崩光电探测器的边缘击穿,同时避免使用保护环结构,简化了工艺。
可选的,InAlAs雪崩光电探测器,还可以包括:在缓冲层2上的P型欧姆接触层、台面结构3的台面侧壁和台面结构3的上设置的钝化膜4;或者在缓冲层2上的N型欧姆接触层的裸露区域、台面结构3的台面侧壁和台面结构3的上设置的钝化膜4。
其中,钝化膜4可以为含Si薄膜,例如本征硅薄膜,钝化膜4的厚度可以为150μm~300μm,通过钝化膜4可以保护露在外面的吸收层7,有效减小InAlAs雪崩光电探测器表面漏电,降低InAlAs雪崩光电探测器的暗电流,提高信噪比。
可选的,InAlAs雪崩光电探测器,还可以包括:增透膜。当缓冲层2上设置P型欧姆接触层12时,增透膜设置在衬底1上背离缓冲层2的一面;或者,当缓冲层2上设置N型欧姆接触层11时,增透膜设置在台面结构3上的P型欧姆接触层12上除欧姆接触电极之外区域。
其中,增透膜可以为TiO2层和SiO2层形成的双层增透膜,双层增透膜可以提高InAlAs雪崩光电探测器的响应度。
上述InAlAs雪崩光电探测器,通过台面侧壁为30°~60°倾角的台面结构,可以形成正磨角结,使得InAlAs倍增层沿表面电场远小于体内电场,改变InAlAs雪崩光电探测器的内部电场分布,使电场线集中在InAlAs倍增层下方,既抑制了电子注入型雪崩光电探测器的边缘击穿,同时避免使用保护环结构,简化了工艺。通过设置钝化膜,可以保护露在外面的吸收层,有效减小InAlAs雪崩光电探测器表面漏电,降低InAlAs雪崩光电探测器的暗电流,提高信噪比。通过设置TiO2层和SiO2层形成的双层增透膜,可以提高InAlAs雪崩光电探测器的响应度。
在上述实施例中,对各个实施例的描述都各有侧重,某个实施例中没有详述或记载的部分,可以参见其它实施例的相关描述。
以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种InAlAs雪崩光电探测器的制备方法,其特征在于,包括:
在衬底上依次制备缓冲层、吸收层、电荷层、渐变层、InAlAs倍增层和N型欧姆接触层;刻蚀所述吸收层、所述电荷层、所述渐变层、所述InAlAs倍增层和所述N型欧姆接触层,在所述缓冲层上形成台面结构;并在所述缓冲层上除所述台面结构之外区域制备P型欧姆接触层;所述台面结构的台面侧壁与所述缓冲层呈预设倾角;
或者,在衬底上依次制备缓冲层、N型欧姆接触层、InAlAs倍增层、渐变层、电荷层、吸收层和P型欧姆接触层;刻蚀所述InAlAs倍增层、所述渐变层、所述电荷层、所述吸收层和所述P型欧姆接触层,在所述N型欧姆接触层上形成台面结构;所述台面结构的台面侧壁与所述N型欧姆接触层呈预设倾角;
在所述P型欧姆接触层的裸露区域和所述N型欧姆接触层的裸露区域分别制备欧姆接触电极,获得InAlAs雪崩光电探测器。
2.如权利要求1所述的InAlAs雪崩光电探测器的制备方法,其特征在于,所述刻蚀所述吸收层、所述电荷层、所述渐变层、所述InAlAs倍增层和所述N型欧姆接触层,在所述缓冲层上形成台面结构;所述台面结构的台面侧壁与所述缓冲层呈预设倾角,包括:
在所述N型欧姆接触层上沉积光刻胶,并利用光刻胶掩膜版对所述光刻胶进行曝光、显影,在所述N型欧姆接触层上形成光刻胶图形;
根据所述光刻胶图形依次对所述N型欧姆接触层、所述InAlAs倍增层、所述渐变层、所述电荷层和所述吸收层进行刻蚀,在所述缓冲层上形成台面结构;所述台面结构的台面侧壁与所述缓冲层呈预设倾角;
所述刻蚀所述InAlAs倍增层、所述渐变层、所述电荷层、所述吸收层和所述P型欧姆接触层,在所述N型欧姆接触层上形成台面结构;所述台面结构的台面侧壁与所述N型欧姆接触层呈预设倾角,包括:
在所述P型欧姆接触层上沉积光刻胶,并利用光刻胶掩膜版对所述光刻胶进行曝光、显影,在所述P型欧姆接触层上形成光刻胶图形;
根据所述光刻胶图形依次对所述P型欧姆接触层、所述吸收层、所述电荷层、所述渐变层和所述InAlAs倍增层进行刻蚀,在所述N型欧姆接触层上形成台面结构,所述台面结构的台面侧壁与所述N型欧姆接触层呈预设倾角。
3.如权利要求1所述的InAlAs雪崩光电探测器的制备方法,其特征在于,
所述吸收层为非掺杂本征InGaAs吸收层,所述非掺杂本征InGaAs吸收层的面电荷密度为1×1012cm-3~9×1012cm-3,厚度大于0.1um;
所述电荷层为高掺杂P型InAlAs电荷层,所述高掺杂P型InAlAs电荷层的掺杂浓度大于3×1017cm-3,厚度小于0.2um;
所述渐变层为非掺杂本征InAlAs-InGaAs渐变层;
所述InAlAs倍增层为非掺杂本征InAlAs倍增层,所述非掺杂本征InAlAs倍增层的面电荷密度为1×1012cm-3~9×1012cm-3
4.如权利要求1至3任一项所述的InAlAs雪崩光电探测器的制备方法,其特征在于,
所述预设倾角为30°~60°。
5.如权利要求1所述的InAlAs雪崩光电探测器的制备方法,其特征在于,所述在所述P型欧姆接触层的裸露区域和所述N型欧姆接触层的裸露区域分别制备欧姆接触电极之前,还包括:
在所述缓冲层上的所述P型欧姆接触层、所述台面结构的台面侧壁和所述台面结构的上表面制备钝化膜;
或者,在所述缓冲层上的所述N型欧姆接触层的裸露区域、所述台面结构的台面侧壁和所述台面结构的上表面制备钝化膜。
6.如权利要求1所述的InAlAs雪崩光电探测器的制备方法,其特征在于,所述在所述P型欧姆接触层的裸露区域和所述N型欧姆接触层的裸露区域分别制备欧姆接触电极之后,还包括:
当所述缓冲层上为所述P型欧姆接触层时,将所述衬底上背离所述缓冲层的一面刻蚀成凸透镜形状,并在刻蚀后的衬底上制备增透膜;
或者,当所述缓冲层上为所述N型欧姆接触层时,在所述台面结构上的P型欧姆接触层上除所述欧姆接触电极之外区域制备增透膜。
7.如权利要求6所述的InAlAs雪崩光电探测器的制备方法,其特征在于,所述增透膜,包括:TiO2层和SiO2层;
所述TiO2层的厚度为50nm~150nm,所述SiO2层的厚度为100nm~300nm。
8.一种InAlAs雪崩光电探测器,其特征在于,包括:
衬底,以及在所述衬底上设置的缓冲层;
在所述缓冲层上依次设置的吸收层、电荷层、渐变层、InAlAs倍增层和N型欧姆接触层,其中,所述吸收层、所述电荷层、所述渐变层、所述InAlAs倍增层和所述N型欧姆接触层在所述缓冲层上形成台面结构;所述台面结构的台面侧壁与所述缓冲层呈预设倾角;以及在所述缓冲层上除所述台面结构之外区域设置的P型欧姆接触层;
或者,在所述缓冲层上依次设置的N型欧姆接触层、InAlAs倍增层、渐变层、电荷层、吸收层和P型欧姆接触层,其中,所述InAlAs倍增层、所述渐变层、所述电荷层、所述吸收层和所述P型欧姆接触层在所述N型欧姆接触层上形成台面结构,所述台面结构的台面侧壁与所述N型欧姆接触层呈预设倾角;
在所述P型欧姆接触层的裸露区域和所述N型欧姆接触层的裸露区域分别设置的欧姆接触电极。
9.如权利要求8所述的InAlAs雪崩光电探测器,其特征在于,
所述预设倾角为30°~60°。
10.如权利要求8或9所述的InAlAs雪崩光电探测器,其特征在于,还包括:增透膜;
当所述缓冲层上设置所述P型欧姆接触层时,所述增透膜设置在所述衬底上背离所述缓冲层的一面;
或者,当所述缓冲层上设置所述N型欧姆接触层时,所述增透膜设置在所述台面结构上的P型欧姆接触层上除所述欧姆接触电极之外区域。
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