CN116247118B - 一种双载流子倍增的雪崩光电探测器 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种双载流子倍增的雪崩光电探测器，包括倍增层，倍增层为两层，一层倍增层用于空穴的雪崩倍增，另一层倍增层用于电子的雪崩倍增，两层倍增层之间设有两层电荷层和一层光吸收层，光吸收层两侧分别设有一层电荷层，电荷层用于调控倍增层和光吸收层电场。具有以下优点：解决了如何能够让吸收层的光生电子和空穴沿着不同方向进入两个倍增层问题，让光生电子和光生空穴同时进行倍增，较大的提高了光电流的输出，提高了器件增益值。
Description
技术领域
本发明涉及光电探测研究及雪崩光电探测器结构，尤其涉及一种实现高增益的异质结双倍增区雪崩光电探测器结构设计。
背景技术
光电子技术的迅猛发展，带来了光电信息产业的突 破，尤其是对微弱信号探测技术的产生，全面提升了长距离光纤通信、生物医学、航空航天等技术领域的应用水平。近年来，雪崩光电二极管由于其具有内增益、可以提供更高的灵敏度而越来越受到相关领域的关注。
由于电子和空穴碰撞电离系数接近时会产生较大的过剩噪声，目前雪崩光电探测器的倍增形式主要为单种载流子倍增，以降低噪声。倍增层材料选用单一电子注入型材料或者单一空穴注入型材料，虽然可以获得较低的噪声特性，但通过单一倍增层实现增益，其增益值一直是该器件待提升的参量。目前提高APD增益的方式主要是在传统SAGCM结构基础上进行各层参数和材料的优化，如何在保证器件噪声性能的条件下获得更大的增益值，进而提高器件的响应度和灵敏度是研究者们一直努力解决的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对以上不足，提供一种双载流子倍增的雪崩光电探测器，解决了如何能够让吸收层的光生电子和空穴沿着不同方向进入两个倍增层问题，让光生电子和光生空穴同时进行倍增，较大的提高了光电流的输出，提高了器件增益值。
为解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种双载流子倍增的雪崩光电探测器，包括倍增层，倍增层为两层，一层倍增层用于空穴的雪崩倍增，另一层倍增层用于电子的雪崩倍增，两层倍增层之间设有两层电荷层和一层光吸收层，光吸收层两侧分别设有一层电荷层，电荷层用于调控倍增层和光吸收层电场；
随着外加反向偏压的增大，用于空穴雪崩倍增的倍增层电场通过一层电荷层进行调控，用于电子雪崩倍的增倍增层通过两层电荷层共同调控，使得两侧倍增层高于光吸收层电场，载流子在倍增层发生雪崩倍增，而在光吸收层不发生倍增，光吸收层吸收光子，产生的光生电子和空穴在光吸收层电场作用下，分别漂移到各自的倍增层发生倍增。
进一步的，所述光吸收层与两侧电荷层之间设有渐变层，渐变层用于缓冲光吸收层、空穴倍增层或电子倍增层的带阶差。
进一步的，所述空穴倍增层和电子倍增层的上方均各设有一层接触层。
进一步的，还包括：
衬底；
缓冲层，外延生长于所述衬底之上；
P型欧姆接触层，外延生长于所述缓冲层之上；
空穴倍增层，外延生长于所述P型欧姆接触层之上，用于空穴的雪崩倍增；
第一N型电荷层，外延生长于所述空穴倍增层之上，用于调控空穴倍增层和吸收层电场；
N型渐变层，外延生长于所述N型电荷层之上，用于缓冲吸收层和空穴倍增层的带阶差；
光吸收层，外延生长于所述N型渐变层之上，用于光的吸收；
P型渐变层，外延生长于所述光吸收层之上，用于缓冲吸收层和电子倍增层的带阶差；
P型电荷层，外延生长于所述P型渐变层之上，用于调控电子倍增层和吸收层电场；
电子倍增层，外延生长于所述P型电荷层之上，用于电子的雪崩倍增；
第二N型电荷层，外延生长于所述电子倍增层之上，用于调控电子倍增层电场；
N型欧姆接触层，外延生长于所述N型电荷层之上。
进一步的，还包括钝化层，沉积于所述P型欧姆接触层上表面以及所述空穴倍增层、第一N型电荷层、N型渐变层、光吸收层、P型渐变层、P型电荷层、电子倍增层、第二N型电荷层、N型欧姆接触层的外侧面；
N型电极，沉积于所述N型欧姆接触层之上，与所述侧壁钝化层接触，呈环形；
P型电极，沉积于所述P型欧姆接触层之上，其内、外侧与所述钝化层接触，呈环形；
通光孔，为所述N型欧姆接触层上表面未被N型电极覆盖的空间。
进一步的，所述倍增层的厚度介于0.2-1µm之间；
所述电荷层的厚度介于0.05-0.1µm之间；
所述光吸收层的厚度介于0.5-2µm之间；
所述渐变层的厚度为0.1µm。
进一步的，所述P型欧姆接触层的厚度介于0.3-0.6µm之间；
所述N型欧姆接触层的厚度介于0.2-0.5µm之间；
钝化层厚度介于0.1µm-0.3µm之间。
进一步的，所述衬底和缓冲层均选用掺Be的InP材料进行制备；
所述P型欧姆接触层，选用材料为InP，掺杂选用Be元素，掺杂浓度为8×1018cm-3；
所述空穴倍增层，选用材料为InP，为非故意掺杂，InP为空穴注入型材料，空穴在此进行倍增；
所述第一N型电荷层，选用材料为InP，掺杂选用Si元素，掺杂浓度介于1×1017-4×1017cm-3；
所述N型渐变层，选用材料为InGaAsP，掺杂选用Si元素，掺杂浓度介于1×1015-1×1016cm-3，通过N型渐变层能有效的缓解吸收层和空穴倍增层的带阶差；
所述光吸收层，选用非故意掺杂的InGaAs材料进行制备，在工作状态下，吸收层吸收光后产生光生电子和光生空穴，两种载流子再沿着电场方向分别漂移到各自的倍增层发生倍增；
所述P型渐变层，选用的材料包括：InGaAsP和InAlGaAs，掺杂选用Be元素，掺杂浓度介于1×1015-1×1016cm-3，通过P型渐变层能有效的缓解吸收层和电子倍增层的带阶差；
所述P型电荷层，选用的材料包括： InAlAs和AlAsSb，掺杂选用Be元素，掺杂浓度介于1×1017-4×1017cm-3；
所述电子倍增层，选用的材料包括：InAlAs和AlAsSb，掺杂类型为非故意掺杂，电子倍增层选择的是电子注入型材料，对进入此层的电子进行倍增；
所述第二N型电荷层，选用的材料包括：InAlAs和AlAsSb，掺杂选用Si元素，掺杂浓度介于1×1017-4×1017cm-3，用于提高电子倍增层的电场强度；
所述N型欧姆接触层，选用的材料包括：InAlAs和AlAsSb，掺杂选用Si元素，掺杂浓度介于6×1018-1×1019cm-3。
进一步的，所述衬底和缓冲层均选用掺Be的GaSb材料进行制备；
所述P型欧姆接触层，选用材料为GaSb，掺杂选用Be元素，掺杂浓度为8×1018cm-3，厚度介于0.3-0.6µm之间；
所述空穴倍增层，选用的材料为AlGaSb，为非故意掺杂，AlGaSb为空穴注入型材料，空穴在此进行倍增；
所述第一N型电荷层，选用的材料为AlGaSb，掺杂选用Si元素，掺杂浓度介于1×1017-4×1017cm-3；
所述N型渐变层，选用的材料为AlGaSb，掺杂选用Si元素，掺杂浓度介于1×1015-1×1016cm-3，通过N型渐变层能有效的缓解吸收层和空穴倍增层的带阶差；
所述光吸收层，选用非故意掺杂的低Al组分AlInAsSb材料进行制备，Al组分介于0.2-0.5之间，在工作状态下，吸收层吸收光后产生光生电子和光生空穴，两种载流子再沿着电场方向分别漂移到各自的倍增层发生倍增；
所述P型渐变层，选用的材料为Al组分渐变的AlInAsSb，掺杂选用Be元素，掺杂浓度介于1×1015-1×1016cm-3，通过P型渐变层能有效的缓解吸收层和电子倍增层的带阶差；
所述P型电荷层，选用的材料为高Al组分的AlInAsSb，Al组分介于0.5-0.8之间，掺杂选用Be元素，掺杂浓度介于1×1017-4×1017cm-3；
所述电子倍增层，选用的材料为高Al组分的AlInAsSb，Al组分介于0.5-0.8之间，掺杂类型为非故意掺杂，此层选择的是电子注入型材料，对进入此层的电子进行倍增；
所述第二N型电荷层，选用的材料为高Al组分的AlInAsSb，Al组分介于0.5-0.8之间，掺杂选用Si元素，掺杂浓度介于1×1017-4×1017cm-3，用于提高电子倍增层的电场强度；
所述N型欧姆接触层，选用的材料为GaSb，掺杂选用Si元素，掺杂浓度介于6×1018-1×1019cm-3。
进一步的，所述N型电极和P型电极均淀积Ti/Pt/Au 0.3µm，采用剥离工艺获得环形电极。
本发明采用以上技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：
1、本发明采用双倍增层的设计，解决了如何能够让吸收层的光生电子和空穴沿着不同方向进入两个倍增层问题，让光生电子和光生空穴同时进行倍增，较大的提高了光电流的输出，提高了器件增益值。
2、本发明对微弱信号具有更高的灵敏度。
3、本发明的结构形式可以应用于其他现有的材料体系的雪崩光电探测器，具有很强的适用性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1是本发明实施例中双载流子倍增的雪崩光电探测器的剖面结构示意图；
图2是本发明实施例2中器件在击穿电压下的电场分布图；
图3是本发明实施例2中器件在零偏压下的能带分布图；
图4是本发明实施例2中器件在击穿电压下的能带分布图。
具体实施方式
实施例1
如图1所示，一种双载流子倍增的雪崩光电探测器，包括：
衬底1；
缓冲层2，外延生长于所述衬底1之上；
P型欧姆接触层3，外延生长于所述缓冲层2之上；
空穴倍增层4，外延生长于所述P型欧姆接触层3之上，用于空穴的雪崩倍增；
第一N型电荷层5，外延生长于所述空穴倍增层4之上，用于调控空穴倍增层和吸收层电场；
N型渐变层6，外延生长于所述第一N型电荷层5之上，用于缓冲吸收层和空穴倍增层的带阶差；
光吸收层7，外延生长于所述N型渐变层6之上，用于光的吸收；
P型渐变层8，外延生长于所述光吸收层7之上，用于缓冲吸收层和电子倍增层的带阶差；
P型电荷层9，外延生长于所述P型渐变层8之上，用于调控电子倍增层和吸收层电场；
电子倍增层10，外延生长于所述P型电荷层9之上，用于电子的雪崩倍增；
第二N型电荷层11，外延生长于所述电子倍增层10之上，用于调控电子倍增层电场；
N型欧姆接触层12，外延生长于所述第二N型电荷层11之上。
钝化层13，沉积于所述P型欧姆接触层3上表面以及所述空穴倍增层4、第一N型电荷层5、N型渐变层6、光吸收层7、P型渐变层8、P型电荷层9、电子倍增层10、第二N型电荷层11、N型欧姆接触层12的外侧面；
N型电极14，沉积于所述N型欧姆接触层之上，与所述侧壁钝化层13接触，呈环形；
P型电极15，沉积于所述P型欧姆接触层之上，其内、外侧与所述钝化层13接触，呈环形；
通光孔16，为所述N型欧姆接触层12上表面未被N型电极14覆盖的空间。
在反向偏压下，器件从两个倍增层开始耗尽，随着偏压增加，耗尽区逐渐向吸收层扩大，最终在P型欧姆接触层和N型欧姆接触层之间的区域完成耗尽，空穴倍增层电场通过N型电荷层进行调控，电子倍增层通过N型电荷层和P型电荷层共同调控，使得两个倍增层电场高于光吸收层电场。特定波长的光可透过其他各层而被吸收层吸收，产生的光生电子和空穴在吸收层电场作用下，分别漂移到各自的倍增层与晶格发生碰撞电离，实现光电流的放大，并最终从两个电极引出。光生载流子从吸收层到两个倍增层输运过程中，两个渐变层起到缓冲异质结势垒的作用。
本发明所述的光电探测器其旨在利用电子注入型材料和空穴注入型材料设计两个倍增层，使得由光吸收层产生的光生电子和空穴同时参与倍增，从而增大光电流的输出，增大增益值，进而提高器件的响应度和灵敏度。
实施例2
在实施例1所述的双载流子倍增的雪崩光电探测器的基础上进一步限定：
所述衬底1和缓冲层2均选用掺Be（100方向）的InP材料进行制备；
所述P型欧姆接触层3，选用材料为InP，掺杂选用Be元素，掺杂浓度为8×1018cm-3，厚度介于0.3-0.6µm之间；
所述空穴倍增层4，选用材料为InP，为非故意掺杂，厚度介于0.2-1µm之间，InP为空穴注入型材料，空穴在此进行倍增；
所述第一N型电荷层5，选用材料为InP，掺杂选用Si元素，掺杂浓度介于1×1017-4×1017cm-3，厚度介于0.05-0.1µm之间；
所述N型渐变层6，选用材料为InGaAsP，掺杂选用Si元素，掺杂浓度介于1×1015-1×1016cm-3，厚度为0.1µm，通过N型渐变层能有效的缓解吸收层和空穴倍增层的带阶差；
所述光吸收层7，选用非故意掺杂的InGaAs材料进行制备，厚度介于0.5-2µm之间，在工作状态下，吸收层吸收光后产生光生电子和光生空穴，两种载流子再沿着电场方向分别漂移到各自的倍增层发生倍增；
所述P型渐变层8，选用的材料包括：InGaAsP和InAlGaAs，掺杂选用Be元素，掺杂浓度介于1×1015-1×1016cm-3，厚度为0.1µm，通过P型渐变层能有效的缓解吸收层和电子倍增层的带阶差；
所述P型电荷层9，选用的材料包括： InAlAs和AlAsSb，掺杂选用Be元素，掺杂浓度介于1×1017-4×1017cm-3，厚度介于0.05-0.15µm之间；
所述电子倍增层10，选用的材料包括： InAlAs和AlAsSb，掺杂类型为非故意掺杂，厚度介于0.2-1µm之间，此层选择的是电子注入型材料，对进入此层的电子进行倍增；
所述第二N型电荷层11，选用的材料包括：InAlAs和AlAsSb，掺杂选用Si元素，掺杂浓度介于1×1017-4×1017cm-3，厚度介于0.05-0.15µm之间，用于提高电子倍增层的电场强度；
所述N型欧姆接触层12，选用的材料包括： InAlAs和AlAsSb，掺杂选用Si元素，掺杂浓度介于6×1018-1×1019cm-3，厚度介于0.2-0.5µm之间；
所述钝化层13厚度介于0.1µm-0.3µm；
所述N型电极14和P型电极15均淀积Ti/Pt/Au 0.3µm，采用剥离工艺获得环形电极。
如图2所示，本实施例所述的雪崩光电探测器在击穿电压下的主要分布在两个倍增层和吸收层，通过多个电荷层的调控，使得两个倍增层的电场高于吸收层。
如图3是本实施例所述的雪崩光电探测器在在零偏压下的能带分布图，可以看出零偏压下器件从两个倍增层开始耗尽。
图4是本实施例所述的雪崩光电探测器在零偏压下的能带分布图，在反向偏压下，吸收层和两个倍增层都完成耗尽，能带弯曲方向一致说明器件内部电场方向一致。
实施例3
在实施例1所述的双载流子倍增的雪崩光电探测器的基础上进一步限定：
所述衬底1和缓冲层2均选用掺Be的GaSb材料进行制备；
所述P型欧姆接触层3，选用材料为GaSb，掺杂选用Be元素，掺杂浓度为8×1018cm-3，厚度介于0.3-0.6µm之间；
所述空穴倍增层4，选用的材料为AlGaSb，为非故意掺杂，厚度介于0.2-1µm之间，AlGaSb为空穴注入型材料，空穴在此进行倍增；
所述第一N型电荷层5，选用的材料为AlGaSb，掺杂选用Si元素，掺杂浓度介于1×1017-4×1017cm-3，厚度介于0.05-0.1µm之间；
所述N型渐变层6，选用的材料为AlGaSb，掺杂选用Si元素，掺杂浓度介于1×1015-1×1016cm-3，厚度为0.1µm，通过N型渐变层能有效的缓解吸收层和空穴倍增层的带阶差；
所述光吸收层7，选用非故意掺杂的低Al组分AlInAsSb材料进行制备，Al组分介于0.2-0.5之间，厚度介于0.5-2µm之间，在工作状态下，吸收层吸收光后产生光生电子和光生空穴，两种载流子再沿着电场方向分别漂移到各自的倍增层发生倍增；
所述P型渐变层8，选用的材料为Al组分渐变的AlInAsSb，掺杂选用Be元素，掺杂浓度介于1×1015-1×1016cm-3，厚度为0.1µm，通过P型渐变层能有效的缓解吸收层和电子倍增层的带阶差；
所述P型电荷层9，选用的材料为高Al组分的AlInAsSb，Al组分介于0.5-0.8之间，掺杂选用Be元素，掺杂浓度介于1×1017-4×1017cm-3，厚度介于0.05-0.15µm之间；
所述电子倍增层10，选用的材料为高Al组分的AlInAsSb，Al组分介于0.5-0.8之间，掺杂类型为非故意掺杂，厚度介于0.2-1µm之间，此层选择的是电子注入型材料，对进入此层的电子进行倍增；
所述第二N型电荷层11，选用的材料为高Al组分的AlInAsSb，Al组分介于0.5-0.8之间，掺杂选用Si元素，掺杂浓度介于1×1017-4×1017cm-3，厚度介于0.05-0.15µm之间，用于提高电子倍增层的电场强度；
所述N型欧姆接触层12，选用的材料为GaSb，掺杂选用Si元素，掺杂浓度介于6×1018-1×1019cm-3，厚度介于0.2-0.5µm之间；
所述钝化层13厚度介于0.1µm-0.3µm；
所述N型电极14和P型电极15均淀积Ti/Pt/Au 0.3µm，采用剥离工艺获得环形电极。
综上所述，本公开提供了一种双载流子倍增的雪崩光电探测器结构设计，同时选用了电子注入型材料和空穴注入型材料参与结构设计，通过优化各层结构，使得由吸收层产生的光生电子和光生空穴能够分别进入各自的倍增层实现雪崩倍增，提高了器件光电流的输出。
至此，已经结合附图对本公开实施进行了详细描述。需要说明的是，在附图或说明书正文中，未绘示或描述的实现形式，均为所属技术领域中普通技术人员所知的形式，并未进行详细说明。
图中各部分的形状和结构并不反应真实大小和比例，而仅示意本公开实施例的内容。另外，在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。
本发明所示材料，主要为了说明双载流子倍增的雪崩光电探测器结构的创新性和可行性，所以本发明不限于以上材料体系，基于本公开的结构进行的材料替换，属于本发明精神之内。
另外，本公开是在P型衬底上进行的结构说明，基于本发明结构，更改衬底和各层的掺杂类型，属于本发明精神之内。
本发明的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好的说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。
Claims (9)
1.一种双载流子倍增的雪崩光电探测器，其特征在于：包括倍增层，倍增层为两层，一层为空穴倍增层（4）用于空穴的雪崩倍增，另一层为电子倍增层（10）用于电子的雪崩倍增，两层倍增层之间设有两层电荷层和一层光吸收层，光吸收层两侧分别设有一层电荷层，电荷层用于调控倍增层和光吸收层电场；
随着外加反向偏压的增大，用于空穴雪崩倍增的倍增层电场通过一层电荷层进行调控，用于电子雪崩的倍增层通过两层电荷层共同调控，使得两侧倍增层高于光吸收层电场，载流子在倍增层发生雪崩倍增，而在光吸收层不发生倍增，光吸收层吸收光子，产生的光生电子和空穴在光吸收层电场作用下，分别漂移到各自的倍增层发生倍增；
还包括：
衬底（1）；
缓冲层（2），外延生长于所述衬底（1）之上；
P型欧姆接触层（3），外延生长于所述缓冲层（2）之上；
空穴倍增层（4），外延生长于所述P型欧姆接触层（3）之上，用于空穴的雪崩倍增；
第一N型电荷层（5），外延生长于所述空穴倍增层（4）之上，用于调控空穴倍增层和光吸收层电场；
N型渐变层（6），外延生长于所述第一N型电荷层（5）之上，用于缓冲光吸收层和空穴倍增层的带阶差；
光吸收层（7），外延生长于所述N型渐变层（6）之上，用于光的吸收；
P型渐变层（8），外延生长于所述光吸收层（7）之上，用于缓冲光吸收层和电子倍增层的带阶差；
P型电荷层（9），外延生长于所述P型渐变层（8）之上，用于调控电子倍增层和光吸收层电场；
电子倍增层（10），外延生长于所述P型电荷层（9）之上，用于电子的雪崩倍增；
第二N型电荷层（11），外延生长于所述电子倍增层（10）之上，用于调控电子倍增层电场；
N型欧姆接触层（12），外延生长于所述第二N型电荷层（11）之上。
2.如权利要求1所述的一种双载流子倍增的雪崩光电探测器，其特征在于：所述光吸收层与两侧电荷层之间设有渐变层，渐变层用于缓冲光吸收层、空穴倍增层（4）或电子倍增层（10）的带阶差。
3.如权利要求1所述的一种双载流子倍增的雪崩光电探测器，其特征在于：所述空穴倍增层（4）和电子倍增层（10）的上方均各设有一层接触层。
4.如权利要求1所述的一种双载流子倍增的雪崩光电探测器，其特征在于：还包括钝化层（13），沉积于所述P型欧姆接触层（3）上表面以及所述空穴倍增层（4）、第一N型电荷层（5）、N型渐变层（6）、光吸收层（7）、P型渐变层（8）、P型电荷层（9）、电子倍增层（10）、第二N型电荷层（11）、N型欧姆接触层（12）的外侧面；
N型电极（14），沉积于所述N型欧姆接触层之上，与所述钝化层（13）接触，呈环形；
P型电极（15），沉积于所述P型欧姆接触层之上，其内、外侧与所述钝化层（13）接触，呈环形；
通光孔（16），为所述N型欧姆接触层（12）上表面未被N型电极（14）覆盖的空间。
5.如权利要求2所述的一种双载流子倍增的雪崩光电探测器，其特征在于：所述倍增层的厚度介于0.2-1µm之间；
所述电荷层的厚度介于0.05-0.1µm之间；
所述光吸收层的厚度介于0.5-2µm之间；
所述渐变层的厚度为0.1µm。
6.如权利要求4所述的一种双载流子倍增的雪崩光电探测器，其特征在于：
所述P型欧姆接触层（3）的厚度介于0.3-0.6µm之间；
所述N型欧姆接触层（12）的厚度介于0.2-0.5µm之间；
钝化层（13）厚度介于0.1µm-0.3µm之间。
7.如权利要求4所述的一种双载流子倍增的雪崩光电探测器，其特征在于：
所述衬底（1）和缓冲层（2）均选用掺Be的InP材料进行制备；
所述P型欧姆接触层（3），选用材料为InP，掺杂选用Be元素，掺杂浓度为8×1018cm-3；
所述空穴倍增层（4），选用材料为InP，为非故意掺杂，InP为空穴注入型材料，空穴在此进行倍增；
所述第一N型电荷层（5），选用材料为InP，掺杂选用Si元素，掺杂浓度介于1×1017-4×1017cm-3；
所述N型渐变层（6），选用材料为InGaAsP，掺杂选用Si元素，掺杂浓度介于1×1015-1×1016cm-3，通过N型渐变层能有效的缓解吸收层和空穴倍增层的带阶差；
所述光吸收层（7），选用非故意掺杂的InGaAs材料进行制备，在工作状态下，吸收层吸收光后产生光生电子和光生空穴，两种载流子再沿着电场方向分别漂移到各自的倍增层发生倍增；
所述P型渐变层（8），选用的材料包括：InGaAsP和InAlGaAs，掺杂选用Be元素，掺杂浓度介于1×1015-1×1016cm-3，通过P型渐变层能有效的缓解吸收层和电子倍增层的带阶差；
所述P型电荷层（9），选用的材料包括： InAlAs和AlAsSb，掺杂选用Be元素，掺杂浓度介于1×1017-4×1017cm-3；
所述电子倍增层（10），选用的材料包括：InAlAs和AlAsSb，掺杂类型为非故意掺杂，电子倍增层（10）选择的是电子注入型材料，对进入此层的电子进行倍增；
所述第二N型电荷层（11），选用的材料包括：InAlAs和AlAsSb，掺杂选用Si元素，掺杂浓度介于1×1017-4×1017cm-3，用于提高电子倍增层的电场强度；
所述N型欧姆接触层（12），选用的材料包括：InAlAs和AlAsSb，掺杂选用Si元素，掺杂浓度介于6×1018-1×1019cm-3。
8.如权利要求4所述的一种双载流子倍增的雪崩光电探测器，其特征在于：所述衬底（1）和缓冲层（2）均选用掺Be的GaSb材料进行制备；
所述P型欧姆接触层（3），选用材料为GaSb，掺杂选用Be元素，掺杂浓度为8×1018cm-3，厚度介于0.3-0.6µm之间；
所述空穴倍增层（4），选用的材料为AlGaSb，为非故意掺杂，AlGaSb为空穴注入型材料，空穴在此进行倍增；
所述第一N型电荷层（5），选用的材料为AlGaSb，掺杂选用Si元素，掺杂浓度介于1×1017-4×1017cm-3；
所述N型渐变层（6），选用的材料为AlGaSb，掺杂选用Si元素，掺杂浓度介于1×1015-1×1016cm-3，通过N型渐变层能有效的缓解吸收层和空穴倍增层的带阶差；
所述光吸收层（7），选用非故意掺杂的低Al组分AlInAsSb材料进行制备，Al组分介于0.2-0.5之间，在工作状态下，吸收层吸收光后产生光生电子和光生空穴，两种载流子再沿着电场方向分别漂移到各自的倍增层发生倍增；
所述P型渐变层（8），选用的材料为Al组分渐变的AlInAsSb，掺杂选用Be元素，掺杂浓度介于1×1015-1×1016cm-3，通过P型渐变层能有效的缓解吸收层和电子倍增层的带阶差；
所述P型电荷层（9），选用的材料为高Al组分的AlInAsSb，Al组分介于0.5-0.8之间，掺杂选用Be元素，掺杂浓度介于1×1017-4×1017cm-3；
所述电子倍增层（10），选用的材料为高Al组分的AlInAsSb，Al组分介于0.5-0.8之间，掺杂类型为非故意掺杂，此层选择的是电子注入型材料，对进入此层的电子进行倍增；
所述第二N型电荷层（11），选用的材料为高Al组分的AlInAsSb，Al组分介于0.5-0.8之间，掺杂选用Si元素，掺杂浓度介于1×1017-4×1017cm-3，用于提高电子倍增层的电场强度；
所述N型欧姆接触层（12），选用的材料为GaSb，掺杂选用Si元素，掺杂浓度介于6×1018-1×1019cm-3。
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