台面结构的10G PIN光电探测器芯片制造技术

本实用新型专利技术公开一种台面结构的10G PIN光电探测器芯片，包括：衬底、形成于衬底上的缓冲层、形成于缓冲层上的吸收层、形成于吸收层上的顶层、形成于顶层上的有源区、形成于顶层上的接触层、形成于顶层上的第一复合钝化层、形成于衬底、缓冲层、吸收层、顶层和第一复合钝化层上的第二复合钝化层、形成于第二复合钝化层和有源区上的增透膜、形成于缓冲层上的N型电极环、形成于增透膜和N型电极环上的N电极及形成于增透膜和接触层上的P电极，第一至第二复合钝化层由氮化硅和二氧化硅沉积而成。该芯片采用氮化硅与二氧化硅沉积形成第一与第二钝化层，以对芯片进行保护，且可以简化产品加工工艺，安全性高。

【技术实现步骤摘要】
台面结构的10G PIN光电探测器芯片
本技术涉及高速光通信
，尤其涉及一种接收速率达到1G的台面结构的PIN光电探测器芯片。
技术介绍
随着信息化建设的逐步加深以及经济全球化趋势的加剧，人类社会生产生活各方面对信息获取和交换的数量与质量的要求不断快速增长，人们对宽带网络接入及其业务的需要也日益增长。2013年8月17日，中国国务院发布了“宽带中国”战略实施方案，部署未来8年宽带发展目标及路径，意味着“宽带战略”从部门行动上升为国家战略。而用于无线回程和光传送网络(Optical Transport Network, 0TN)中的1G光收发器也呈现出强劲的同比增长，其接收器件的核心器件1G光电探测器需求量也在逐步增加。目前1G PIN光电探测器芯片为了使其速率达到1G bit/s，采用台面结构设计，PIN光电探测器芯片的PN结100侧面是裸露在外的，如图1所示，裸露的PN结会使漏电过高，因此芯片侧面需要做掩蔽。目前通常采用的是用聚酰亚胺来做掩蔽，聚酰亚胺对器件性能的保护必须通过高温钝化工艺，工艺难度复杂，可靠性低。 因此，现有技术存在缺陷，需要改进。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种台面结构的1G PIN光电探测器芯片，简化产品加工工艺，安全性高。 本技术的技术方案如下:本技术提供一种台面结构的1G PIN光电探测器芯片，包括:衬底、形成于所述衬底上的缓冲层、形成于所述缓冲层上的吸收层、形成于所述吸收层上的顶层、形成于所述顶层上的有源区、形成于所述顶层上的接触层、形成于所述顶层上的第一复合钝化层、形成于所述衬底、缓冲层、吸收层、顶层和第一复合钝化层上的第二复合钝化层、形成于所述第二复合钝化层和有源区上的增透膜、形成于所述缓冲层上的N型电极环、形成于所述增透膜和N型电极环上的N电极、以及形成于所述增透膜和接触层上的P电极，所述第一至第二复合钝化层均由氮化硅和二氧化硅沉积而成。 所述衬底为Fe掺杂的半绝缘InP衬底，所述缓冲层为掺杂浓度大于lX1018cm-3的InP缓冲层，所述吸收层为掺杂浓度低于5X1014cm-3的InGaAs吸收层，所述顶层为InP顶层，所述接触层为InGaAs接触层。 所述缓冲层的厚度大于2um且小于5um,所述吸收层的厚度大于0.5um且小于2um,所述顶层的厚度大于0.5um且小于2um,所述接触层的厚度大于0.1um且小于0.5um。 所述第一复合钝化层的厚度大于0.1um且小于lum，所述第二复合钝化层的厚度大于0.1um且小于lum。 所述N型电极环的材质为金，所述N型电极环的厚度大于0.1um且小于lum。 所述台面结构的1G PIN光电探测器芯片还包括一形成于衬底底部的焊接层，所述焊接层由金采用热蒸发的方式沉积而生成。 所述有源区呈圆形，其直径大于1um且小于40um，所述有源区的厚度大于Ium且小于1.5um。 所述部分增透膜与所述部分P电极形成一 P型台面，且与所述有源区同心设置，所述P型台面直径大于19um且小于49um,厚度大于3um且小于6um。 所述部分增透膜与所述N型电极环形成一 N型台面，且与所述有源区及P型台面同心设置，所述N型台面的直径大于32um且小于60um,厚度大于2um且小于5um。 所述增透膜的厚度大于0.1um且小于0.5um。 采用上述方案，本技术的台面结构的1G PIN光电探测器芯片，可以最大限度的缩短芯片光生载流子在芯片内部的渡越时间，采用氮化硅与二氧化硅沉积形成的第一与第二钝化层，以对芯片进行保护，降低芯片的暗电流和金属电极电容，且可以简化产品加工工艺，安全性高；进一步，该芯片采用P型台面与N型台面的台面结构，可以有效减小芯片的分布参数。 【附图说明】 图1为现有技术中PIN光电探测器芯片的结构示意图。 图2为本技术台面结构的1G PIN光电探测器芯片的结构示意图。 图3为图2中A-A线的剖面图。 图4为图2中B-B线的剖面图。 图5为本技术台面结构的1G PIN光电探测器芯片中有源区的分解图。 图6为本技术台面结构的1G PIN光电探测器芯片中P型台面的分解图。 图7为本技术台面结构的1G PIN光电探测器芯片中N型台面的分解图。 图8为本技术台面结构的1G PIN光电探测器芯片中P电极与N电极的结构示意图。 【具体实施方式】 以下结合附图和具体实施例，对本技术进行详细说明。 请参阅图2至图8，本技术提供一种台面结构的1G PIN光电探测器芯片，包括:衬底11、形成于所述衬底11上的缓冲层12、形成于所述缓冲层12上的吸收层13、形成于所述吸收层13上的顶层14、形成于所述顶层14上的有源区15、形成于所述顶层14上的接触层16、形成于所述顶层15上的第一复合钝化层17、形成于所述衬底11、缓冲层12、吸收层13、顶层14和第一复合钝化层17上的第二复合钝化层18、形成于所述第二复合钝化层18和有源区15上的增透膜19、形成于所述缓冲层12上的N型电极环21、形成于所述增透膜19和N型电极环21上的N电极22、以及形成于所述增透膜19和接触层16上的P电极23。 所述衬底11为Fe掺杂的半绝缘InP衬底，所述缓冲层12为掺杂浓度大于IXlO18Cm-3的InP缓冲层，所述吸收层13为掺杂浓度低于5X1014cm_3的InGaAs吸收层，所述顶层14为InP顶层，所述接触层16为InGaAs接触层。所述缓冲层12的厚度大于2um且小于5um,所述吸收层13的厚度大于0.5um且小于2um,所述顶层14的厚度大于0.5um且小于2um,所述接触层16的厚度大于0.1um且小于0.5um。所述第一复合钝化层17的厚度大于0.1um且小于lum,所述第二复合钝化层18的厚度大于0.1um且小于lum。该1G PIN光电探测器芯片结构可以有效地控制了吸收层13的厚度，从而最大限度的缩短了光生载流子在吸收区的渡越是时间；还通过在顶层14增加了 InGaAs的接触层，由于InGaAs具有较窄的禁带宽度，当它与金属接触时可以形成良好的欧姆接触，从而可以有效降低1G PIN光电探测器芯片的接触电阻。 所述第一至第二复合钝化层17、18均由氮化硅和二氧化硅沉积而成。所述N型电极环21的材质为金,所述N型电极环21的厚度大于0.1um且小于lum。 所述台面结构的1G PIN光电探测器芯片还包括一形成于衬底11底部的焊接层24，所述焊接层24由金(Au)采用热蒸发的方式沉积而生成，该焊接层24的主要作用是方便芯片在TO封装工艺中与金属焊料焊接。 所述有源区15通过Zn扩散的方式形成，具体呈圆形，其直径Rl大于1um且小于40um，所述有源区的厚度大于Ium且小于1.5um,以减小该1G PIN光电探测器芯片的芯片电容CE。 所述部分增透膜19与所述部分P电极23表面形成一 P型台面，所述P型台面通过湿法腐蚀获得，且与所述有源区15同心设置。所述P型台面直径R2大于19um且小于49um，厚度大于3um且小于6um，其外径与所述有源区15的外径间距小于10um。还有，所述部分增透膜1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种台面结构的10G PIN光电探测器芯片，其特征在于，包括：衬底、形成于所述衬底上的缓冲层、形成于所述缓冲层上的吸收层、形成于所述吸收层上的顶层、形成于所述顶层上的有源区、形成于所述顶层上的接触层、形成于所述顶层上的第一复合钝化层、形成于所述衬底、缓冲层、吸收层、顶层和第一复合钝化层上的第二复合钝化层、形成于所述第二复合钝化层和有源区上的增透膜、形成于所述缓冲层上的N型电极环、形成于所述增透膜和N型电极环上的N电极、以及形成于所述增透膜和接触层上的P电极。

【技术特征摘要】
1.一种台面结构的1G PIN光电探测器芯片，其特征在于，包括:衬底、形成于所述衬底上的缓冲层、形成于所述缓冲层上的吸收层、形成于所述吸收层上的顶层、形成于所述顶层上的有源区、形成于所述顶层上的接触层、形成于所述顶层上的第一复合钝化层、形成于所述衬底、缓冲层、吸收层、顶层和第一复合钝化层上的第二复合钝化层、形成于所述第二复合钝化层和有源区上的增透膜、形成于所述缓冲层上的N型电极环、形成于所述增透膜和N型电极环上的N电极、以及形成于所述增透膜和接触层上的P电极。2.根据权利要求1所述的台面结构的1GPIN光电探测器芯片，其特征在于，所述衬底为Fe掺杂的半绝缘InP衬底，所述缓冲层为掺杂浓度大于IXlO18cnT3的InP缓冲层，所述吸收层为掺杂浓度低于5X1014cm_3的InGaAs吸收层，所述顶层为InP顶层，所述接触层为InGaAs接触层。3.根据权利要求2所述的台面结构的1GPIN光电探测器芯片，其特征在于，所述缓冲层的厚度大于2um且小于5um,所述吸收层的厚度大于0.5um且小于2um,所述顶层的厚度大于0.5um且小于2um,所述接触层的厚度大于0.1um且小于0.5um。4.根据权利要求1所述的台面结构的1GPIN光电探测器芯片，其特征在于，所述第一复合钝化层的厚度大于...

【专利技术属性】
技术研发人员：王建，
申请(专利权)人：深圳市芯思杰联邦国际科技发展有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44