JP2022505735A - 光電検出器、製造方法およびレーザーレーダーシステム - Google Patents
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Abstract
Description
チップ基板と、
100μm~300μmの範囲の直径を有する円形の感光領域を含む、前記チップ基板の一方の側面に設けられたエピタキシャル機能層と、
前記エピタキシャル機能層の前記チップ基板から離反する一方の側面に設けられた第1の電極と、
前記チップ基板の他方の側面に設けられた第2の電極と、を含む。
複数のチップ基板を備え、且つ隣接するチップ基板の間にカットチャネルを有するウェハを提供することと、
前記ウェハの一方の側面にエピタキシャル機能層を形成することと、ここで、各前記チップ基板に対応する前記エピタキシャル機能層は、いずれも円形の感光領域を含み、前記感光領域は100μm~300μmの範囲の直径を有し、
前記エピタキシャル機能層の前記ウェハから離反する一側にパターニングされた第1の電極層を形成することと、ここで、前記第1の電極層は、前記チップ基板に1対1で対応する第1の電極を含み、
前記ウェハの他側に第2の電極層を形成することと、
前記カットチャネルに基づいて前記ウェハを分割し、複数のシングルグレイン光電検出器を形成することとを含み、ここで、分割後、前記第2の電極層は、前記チップ基板に1対1で対応する複数の第2の電極を形成する。
前記ウェハ上に、バッファ層、吸収層、遷移層、電界制御層、最上層および接触層を順次成長させることを含み、
ここで、前記吸収層はInGaAs吸収層である。
前記接触層の表面にパッシベーション膜を形成することと、
前記パッシベーション膜をパターニングし、第1の拡散窓としての第1の環状領域を形成することと、ここで、各チップ基板に対応するパッシベーション膜のすべてに、前記第1の環状領域が設けられており、
前記第1の拡散窓に基づいて第1回のZn拡散を行うことと、
前記第1の環状領域内の前記パッシベーション膜を除去し、第2の拡散窓を形成することと、
前記第1の拡散窓および前記第2の拡散窓に基づいて第2回のZn拡散を行い、前記第1の拡散領域および前記第2の拡散領域を形成することと、を含む。
ここで、h1<H1<h1+h2、h1+h2<H2<h1+h2+h3。
前記第1の拡散窓および前記第2の拡散窓を覆う反射防止膜を形成することと、
前記反射防止膜に環状開口部を形成し、前記環状開口部に囲まれた領域を前記感光領域とし、前記環状開口部を第1の電極スルーホールとすることと、
前記反射防止膜および前記パッシベーション膜の表面に前記第1の電極層を形成し、前記第1の電極層をパターニングし、前記チップ基板に1対1で対応する複数の第1の電極を形成し、前記第1の電極は、対応する前記第1の電極スルーホールを介して前記拡散領域に電気的に接触することと、を含む。
レーザーレーダーシステム用のアバランシェ光電検出器であって、前記光電検出器は、
チップ基板と、
100μm~300μmの範囲の直径を有する円形の感光領域を含む、前記チップ基板の一方の側面に設けられたエピタキシャル機能層と、
前記エピタキシャル機能層の前記チップ基板から離反する一方の側面に設けられた第1の電極と、
前記チップ基板の他方の側面に設けられた第2の電極と、を含むことを特徴とする、光電検出器。
前記エピタキシャル機能層は、前記チップ基板上に順次設けられたバッファ層、吸収層、遷移層、電界制御層、最上層および接触層を含み、
ここで、前記吸収層はInGaAs吸収層であることを特徴とする、付記1に記載の光電検出器。
前記エピタキシャル機能層はZn拡散領域を有し、前記Zn拡散領域は、第1の拡散領域と、前記第1の拡散領域を取り囲む第2の拡散領域とを含み、
前記第1の拡散領域の拡散深さはH1であり、前記第2の拡散領域の拡散深さはH2であり、前記接触層の厚さはh1であり、前記最上層の厚さはh2であり、前記電界制御層の厚さはh3であり、
ここで、h1<H1<h1+h2、h1+h2<H2<h1+h2+h3であり、
および/または、
前記吸収層の厚さは3.5μm未満であり、
および/または、
前記チップ基板はN型半絶縁性InP基板であり、前記バッファ層はInPバッファ層であり、遷移層はInGaAsP遷移層であり、前記電界制御層はInP電界制御層であり、前記最上層はInP最上層であり、前記接触層はInGaAsP接触層であることを特徴とする、付記2に記載の光電検出器。
前記エピタキシャル機能層は、前記チップ基板から離反する一方の側面にパッシベーション膜が設けられ、前記パッシベーション膜は前記感光領域を取り囲み、前記パッシベーション膜と前記感光領域との間に第1の電極スルーホールを有し、前記第1の電極は、前記第1の電極スルーホールを介して前記エピタキシャル機能層と電気的に接触することを特徴とする、付記1に記載の光電検出器。
前記パッシベーション膜は、積層された窒化シリコン層およびシリコン酸化層を含み、
および/または、
前記感光領域の表面には、反射防止膜が覆われており、
および/または、
前記感光領域の直径は200μmであることを特徴とする、付記4に記載の光電検出器。
製造方法は、
複数のチップ基板を備え、且つ隣接するチップ基板の間にカットチャネルを有するウェハを提供することと、
前記ウェハの一方の側面にエピタキシャル機能層を形成することと、ここで、各前記チップ基板に対応する前記エピタキシャル機能層は、いずれも円形の感光領域を含み、前記感光領域は100μm~300μmの範囲の直径を有し、
前記エピタキシャル機能層の前記ウェハから離反する一側にパターニングされた第1の電極層を形成することと、ここで、前記第1の電極層は、前記チップ基板に1対1で対応する第1の電極を含み、
前記ウェハの他側に第2の電極層を形成することと、
前記カットチャネルに基づいて前記ウェハを分割し、複数のシングルグレイン光電検出器を形成することとを含み、ここで、分割後、前記第2の電極層は、前記チップ基板に1対1で対応する複数の第2の電極を形成することを特徴とする、光電検出器の製造方法。
上述した前記ウェハの一方の側面にエピタキシャル機能層を形成することは、
前記ウェハ上に、バッファ層、吸収層、遷移層、電界制御層、最上層および接触層を順次成長させることを含み、
ここで、前記吸収層はInGaAs吸収層であることを特徴とする、付記6に記載の製造方法。
前記エピタキシャル機能層はZn拡散領域を有し、前記Zn拡散領域は、第1の拡散領域と、前記第1の拡散領域を取り囲む第2の拡散領域とを含み、前記Zn拡散領域の形成方法は、
前記接触層の表面にパッシベーション膜を形成することと、
前記パッシベーション膜をパターニングし、第1の拡散窓としての第1の環状領域を形成することと、ここで、各チップ基板に対応するパッシベーション膜のすべてに、前記第1の環状領域が設けられており、
前記第1の拡散窓に基づいて第1回のZn拡散を行うことと、
前記第1の環状領域内の前記パッシベーション膜を除去し、第2の拡散窓を形成することと、
前記第1の拡散窓および前記第2の拡散窓に基づいて第2回のZn拡散を行い、前記第1の拡散領域および前記第2の拡散領域を形成することと、を含むことを特徴とする、付記7に記載の製造方法。
前記第1の拡散領域の拡散深さはH1であり、前記第2の拡散領域の拡散深さはH2であり、前記接触層の厚さはh1であり、前記最上層の厚さはh2であり、前記電界制御層の厚さはh3であり、
ここで、h1<H1<h1+h2、h1+h2<H2<h1+h2+h3であることを特徴とする、付記8に記載の製造方法。
上述した前記エピタキシャル機能層の前記ウェハから離反する一側にパターニングされた第1の電極層を形成することは、
前記第1の拡散窓および前記第2の拡散窓を覆う反射防止膜を形成することと、
前記反射防止膜に環状開口部を形成し、前記環状開口部に囲まれた領域を前記感光領域とし、前記環状開口部を第1の電極スルーホールとすることと、
前記反射防止膜および前記パッシベーション膜の表面に前記第1の電極層を形成し、前記第1の電極層をパターニングし、前記チップ基板に1対1で対応する複数の第1の電極を形成し、前記第1の電極は、対応する前記第1の電極スルーホールを介して前記拡散領域に電気的に接触することと、を含むことを特徴とする、付記9に記載の製造方法。
レーザーレーダーシステムは、付記1-5のいずれか一つに記載の光電検出器を含むことを特徴とする、レーザーレーダーシステム。
Claims (11)
- レーザーレーダーシステム用のアバランシェ光電検出器であって、前記光電検出器は、
チップ基板と、
100μm~300μmの範囲の直径を有する円形の感光領域を含む、前記チップ基板の一方の側面に設けられたエピタキシャル機能層と、
前記エピタキシャル機能層の前記チップ基板から離反する一方の側面に設けられた第1の電極と、
前記チップ基板の他方の側面に設けられた第2の電極と、を含むことを特徴とする、光電検出器。 - 前記エピタキシャル機能層は、前記チップ基板上に順次設けられたバッファ層、吸収層、遷移層、電界制御層、最上層および接触層を含み、
ここで、前記吸収層はInGaAs吸収層であることを特徴とする、請求項1に記載の光電検出器。 - 前記エピタキシャル機能層はZn拡散領域を有し、前記Zn拡散領域は、第1の拡散領域と、前記第1の拡散領域を取り囲む第2の拡散領域とを含み、
前記第1の拡散領域の拡散深さはH1であり、前記第2の拡散領域の拡散深さはH2であり、前記接触層の厚さはh1であり、前記最上層の厚さはh2であり、前記電界制御層の厚さはh3であり、
ここで、h1<H1<h1+h2、h1+h2<H2<h1+h2+h3であり、
および/または、
前記吸収層の厚さは3.5μm未満であり、
および/または、
前記チップ基板はN型半絶縁性InP基板であり、前記バッファ層はInPバッファ層であり、遷移層はInGaAsP遷移層であり、前記電界制御層はInP電界制御層であり、前記最上層はInP最上層であり、前記接触層はInGaAsP接触層であることを特徴とする、請求項2に記載の光電検出器。 - 前記エピタキシャル機能層は、前記チップ基板から離反する一方の側面にパッシベーション膜が設けられ、前記パッシベーション膜は前記感光領域を取り囲み、前記パッシベーション膜と前記感光領域との間に第1の電極スルーホールを有し、前記第1の電極は、前記第1の電極スルーホールを介して前記エピタキシャル機能層と電気的に接触することを特徴とする、請求項1に記載の光電検出器。
- 前記パッシベーション膜は、積層された窒化シリコン層およびシリコン酸化層を含み、
および/または、
前記感光領域の表面には、反射防止膜が覆われており、
および/または、
前記感光領域の直径は200μmであることを特徴とする、請求項4に記載の光電検出器。 - 製造方法は、
複数のチップ基板を備え、且つ隣接するチップ基板の間にカットチャネルを有するウェハを提供することと、
前記ウェハの一方の側面にエピタキシャル機能層を形成することと、ここで、各前記チップ基板に対応する前記エピタキシャル機能層は、いずれも円形の感光領域を含み、前記感光領域は100μm~300μmの範囲の直径を有し、
前記エピタキシャル機能層の前記ウェハから離反する一側にパターニングされた第1の電極層を形成することと、ここで、前記第1の電極層は、前記チップ基板に1対1で対応する第1の電極を含み、
前記ウェハの他側に第2の電極層を形成することと、
前記カットチャネルに基づいて前記ウェハを分割し、複数のシングルグレイン光電検出器を形成することとを含み、ここで、分割後、前記第2の電極層は、前記チップ基板に1対1で対応する複数の第2の電極を形成することを特徴とする、光電検出器の製造方法。 - 上述した前記ウェハの一方の側面にエピタキシャル機能層を形成することは、
前記ウェハ上に、バッファ層、吸収層、遷移層、電界制御層、最上層および接触層を順次成長させることを含み、
ここで、前記吸収層はInGaAs吸収層であることを特徴とする、請求項6に記載の製造方法。 - 前記エピタキシャル機能層はZn拡散領域を有し、前記Zn拡散領域は、第1の拡散領域と、前記第1の拡散領域を取り囲む第2の拡散領域とを含み、前記Zn拡散領域の形成方法は、
前記接触層の表面にパッシベーション膜を形成することと、
前記パッシベーション膜をパターニングし、第1の拡散窓としての第1の環状領域を形成することと、ここで、各チップ基板に対応するパッシベーション膜のすべてに、前記第1の環状領域が設けられており、
前記第1の拡散窓に基づいて第1回のZn拡散を行うことと、
前記第1の環状領域内の前記パッシベーション膜を除去し、第2の拡散窓を形成することと、
前記第1の拡散窓および前記第2の拡散窓に基づいて第2回のZn拡散を行い、前記第1の拡散領域および前記第2の拡散領域を形成することと、を含むことを特徴とする、請求項7に記載の製造方法。 - 前記第1の拡散領域の拡散深さはH1であり、前記第2の拡散領域の拡散深さはH2であり、前記接触層の厚さはh1であり、前記最上層の厚さはh2であり、前記電界制御層の厚さはh3であり、
ここで、h1<H1<h1+h2、h1+h2<H2<h1+h2+h3であることを特徴とする、請求項8に記載の製造方法。 - 上述した前記エピタキシャル機能層の前記ウェハから離反する一側にパターニングされた第1の電極層を形成することは、
前記第1の拡散窓および前記第2の拡散窓を覆う反射防止膜を形成することと、
前記反射防止膜に環状開口部を形成し、前記環状開口部に囲まれた領域を前記感光領域とし、前記環状開口部を第1の電極スルーホールとすることと、
前記反射防止膜および前記パッシベーション膜の表面に前記第1の電極層を形成し、前記第1の電極層をパターニングし、前記チップ基板に1対1で対応する複数の第1の電極を形成し、前記第1の電極は、対応する前記第1の電極スルーホールを介して前記拡散領域に電気的に接触することと、を含むことを特徴とする、請求項9に記載の製造方法。 - レーザーレーダーシステムは、請求項1-5のいずれか一項に記載の光電検出器を含むことを特徴とする、レーザーレーダーシステム。
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