CN207338397U - 一种雪崩光电二极管 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种雪崩光电二极管，包括由上至下依次排列的N型重掺杂层、倍增层单晶衬底、金属键合层、吸收层InGaAs单晶衬底、P型重掺杂InGaAs层，通过金属键合层将倍增层单晶衬底和吸收层InGaAs单晶衬底键合在一起，无需进行外延，简化了雪崩光电二极管的结构，极大地缩短了生产时间，有利于大幅度降低生产成本，同时金属键合层可以有效提高电荷的均匀分布，降低电子进入倍增层势垒，提高器件的性能。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种半导体光学器件技术领域，特别是一种雪崩光电二极管。
背景技术
随着社会和科技的发展进步，人工智能和智能家居已经成为社会发展的主流趋势。而这些技术的发展都离不开先进的各式各样的传感器。光电探测器，作为传感器的一个至为关键的单元，受到了研究人员的广泛关注。
雪崩二极管光电探测器(APD)具有高内部增益、高量子效率、高灵敏度等优点，是目前主流的光电探测器之一。然而，目前的APD中的倍增层大多是通过外延的方法获得的，其晶体质量还需要进一步提高(通常X-ray Rocking Curve的半峰宽大于150arcsec，要远远大于提拉法制备的50arcsec)，才能达到较为理想的倍增效果。为了改善APD的器件性能，在吸收层InGaAs与InP之间往往需要插入InP电荷控制层和InGaAsP过渡层。此外，为了获得较好质量的吸收层InGaAs，在InP衬底上还需要先生长一层较厚的InP缓冲层。
因此，为了获得高质量APD，简化APD的结构、提高吸收层InGaAs和倍增层的质量成为了研究人员努力方向。
实用新型内容
为解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种结构简单、性能优异的雪崩光电二极管。
本实用新型解决其问题所采用的技术方案是：
一种雪崩光电二极管，其特征在于，包括：
由上至下依次排列的N型重掺杂层、倍增层单晶衬底、金属键合层、吸收层InGaAs单晶衬底、P型重掺杂InGaAs层。该雪崩光电二极管通过金属键合层将倍增层单晶衬底和吸收层InGaAs单晶衬底键合在一起，无需进行外延，简化了雪崩光电二极管的结构，极大地缩短了生产时间，有利于大幅度降低生产成本，同时金属键合层可以有效提高电荷的均匀分布，降低电子进入倍增层势垒，提高器件的性能。
进一步，所述倍增层单晶衬底和吸收层InGaAs单晶衬底都是通过提拉法或者区熔法制备的。通过提拉法或者区熔法制备倍增层单晶衬底和吸收层InGaAs单晶衬底可以有效增加二者的作用长度，提高器件的性能。
进一步，所述倍增层单晶衬底的材料为Si、InP或者InAlAs。
进一步，所述N型重掺杂层是通过对倍增层单晶衬底进行离子注入掺杂形成的。
进一步，所述P型重掺杂InGaAs层是通过对吸收层InGaAs单晶衬底进行离子注入掺杂形成的。
进一步，所述金属键合层的材料为AuZn或者AuSn合金。金属键合层可以有效提高电荷的均匀分布和降低电子进入倍增层势垒。
进一步，还包括蒸镀在N型重掺杂层的N型电极，和蒸镀在P型重掺杂InGaAs层的P型电极。
本实用新型的有益效果是：本实用新型采用的一种雪崩光电二极管，通过金属键合层将倍增层单晶衬底和吸收层InGaAs单晶衬底键合在一起，无需进行外延，简化了雪崩光电二极管的结构，极大地缩短了生产时间，有利于大幅度降低生产成本，同时金属键合层可以有效提高电荷的均匀分布，降低电子进入倍增层势垒，提高器件的性能。
附图说明
下面结合附图和实例对本实用新型作进一步说明。
图1是本实用新型一种雪崩光电二极管的截面示意图。
具体实施方式
参照图1，本实用新型的一种雪崩光电二极管，包括：
由下至上依次排列的N型重掺杂层15、倍增层单晶衬底14、金属键合层13、吸收层InGaAs单晶衬底12、P型重掺杂InGaAs层11。该雪崩光电二极管通过金属键合层13将倍增层单晶衬底14和吸收层InGaAs单晶衬底12键合在一起，无需进行外延，简化了雪崩光电二极管的结构，极大地缩短了生产时间，有利于大幅度降低生产成本，同时金属键合层13可以有效提高电荷的均匀分布，降低电子进入倍增层势垒，提高器件的性能。
进一步，所述倍增层单晶衬底14和吸收层InGaAs单晶衬底12都是通过提拉法或者区熔法制备的。通过提拉法或者区熔法制备倍增层单晶衬底14和吸收层InGaAs单晶衬底12可以有效增加二者的作用长度，提高器件的性能。
进一步，所述倍增层单晶衬底14的材料为Si、InP或者InAlAs。
进一步，所述N型重掺杂层15是通过对倍增层单晶衬底14进行离子注入掺杂形成的。
进一步，所述P型重掺杂InGaAs层11是通过对吸收层InGaAs单晶衬底12进行离子注入掺杂形成的。
进一步，所述金属键合层13的材料为AuZn或者AuSn合金。金属键合层13可以有效提高电荷的均匀分布和降低电子进入倍增层势垒。
进一步，还包括蒸镀在N型重掺杂层15的N型电极16，和蒸镀在P型重掺杂InGaAs层11的P型电极17。
以上所述，只是本实用新型的较佳实施例而已，本实用新型并不局限于上述实施方式，只要其以相同的手段达到本实用新型的技术效果，都应属于本实用新型的保护范围。
Claims (7)
1.一种雪崩光电二极管，其特征在于，包括：
由上至下依次排列的N型重掺杂层(15)、倍增层单晶衬底(14)、金属键合层(13)、吸收层InGaAs单晶衬底(12)、P型重掺杂InGaAs层(11)。
2.根据权利要求1所述的一种雪崩光电二极管，其特征在于：
所述倍增层单晶衬底(14)和吸收层InGaAs单晶衬底(12)都是通过提拉法或者区熔法制备的。
3.根据权利要求1所述的一种雪崩光电二极管，其特征在于：
所述倍增层单晶衬底(14)的材料为Si、InP或者InAlAs。
4.根据权利要求1所述的一种雪崩光电二极管，其特征在于：
所述N型重掺杂层(15)是通过对倍增层单晶衬底(14)进行离子注入掺杂形成的。
5.根据权利要求1所述的一种雪崩光电二极管，其特征在于：
所述P型重掺杂InGaAs层(11)是通过对吸收层InGaAs单晶衬底(12)进行离子注入掺杂形成的。
6.根据权利要求1所述的一种雪崩光电二极管，其特征在于：
所述金属键合层(13)的材料为AuZn或者AuSn合金。
7.根据权利要求1至6任一所述的一种雪崩光电二极管，其特征在于：
还包括蒸镀在N型重掺杂层(15)的N型电极(16)，和蒸镀在P型重掺杂InGaAs层(11)的P型电极(17)。
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| CN201721381860.XU CN207338397U (zh) | 2017-10-24 | 2017-10-24 | 一种雪崩光电二极管 |
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| CN201721381860.XU Active CN207338397U (zh) | 2017-10-24 | 2017-10-24 | 一种雪崩光电二极管 |
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Cited By (1)
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| CN107749424A (zh) * | 2017-10-24 | 2018-03-02 | 江门市奥伦德光电有限公司 | 一种雪崩光电二极管及其制备方法 |
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| CN107749424B (zh) * | 2017-10-24 | 2023-11-07 | 江门市奥伦德光电有限公司 | 一种雪崩光电二极管及其制备方法 |
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