【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种半导体光电器件
,特别是一种雪崩光电二极管及其制备方法。
技术介绍
在InGaAs/InP雪崩光电二极管(APD)内部高电场区的作用下,载流子可以与晶格原子发生碰撞,产生二次载流子雪崩倍增效应,实现对初始光电流信号的放大,从而提高了整个光接收机的灵敏度。APD作为光通信领域内重要的高灵敏度光信号接收元件,已经被广泛应用于GPON/EPON接入网络和中长距离的干线数据传输中。当前,InGaAs/InPAPD芯片主要采用分离吸收区和倍增区的SAGCM结构,该结构可以在实现雪崩区高电场的同时获得低电场区的光吸收区,具有高雪崩增益和低暗电流的双重优点。常规的热扩散或离子注入方法可以较方便地形成APD的雪崩区,但是掺杂区边缘不可避免地会出现杂质分布的“弯曲”结构,使得APD雪崩区边缘的电场大于中心区域的电场,导致边缘区域将先于雪崩中心区域被击穿(即产生所谓的边缘效应),导致雪崩区倍增增益的减少和器件可靠性的恶化。传统抑止边缘击穿的方法有多种:包括在器件的侧向形成保护环,这种技术是利用在芯片生长过程中通过扩散形成P区的同时,利用离子注入或者二次扩散的方法在P区的侧向注入一定浓度的杂质,形成一个保护环结构(GR),或者形成两个相邻的一深一浅的保护环结构(PLEG)。保护环的作用在于它降低了P区的曲率效应,从而有效的抑止APD器件中P区边缘电场过高导致的击穿。但是这种办法对于分别吸收倍增(SAM)结构的APD器件来讲,由于引入了保护环,在环下面的空间电荷急剧下降,容易导致环底下的吸收层电场过高发生隧穿效应。另一种办法是在器件中形成浮动保护环,这种 ...
【技术保护点】
一种雪崩光电二极管,其特征在于:所述的雪崩光电二极管包括:‑衬底(20);‑缓冲层(21),所述的缓冲层(21)布置在所述的衬底(20)上;‑光吸收层(22),所述的光吸收层(22)布置在所述的缓冲层(21)上;‑过渡层(23),所述的过渡层(23)布置在所述的光吸收层(22)上;‑渐变层(24),所述的渐变层(24)布置在所述的过渡层(23)上:‑电荷层(25),所述的电荷层(25)布置在所述的渐变层(24)上;‑覆盖层(26),所述的覆盖层(26)布置在所述的电荷层(25)上,其中,所述的覆盖层(26)包括P型中心有源区(27)和补偿掺杂区(28),所述的P型中心有源区(27)是向所述的覆盖层(26)中心区域掺入P型杂质而形成;所述的补偿掺杂区(28)是向所述的P型中心有源区(27)的外围环形区域内掺入N型杂质而形成;‑介质掩膜层(29),所述的介质掩膜层(29)经由淀积方式布置在所述的覆盖层(26)上,并经由光刻布置电极孔;‑正面电极层(30),所述的正面电极层(30)布置在所述的介质掩膜层(29)上,并通过所述的介质掩膜层(29)的所述电极孔与所述的覆盖层(26)相接触,实现电 ...
【技术特征摘要】
1.一种雪崩光电二极管,其特征在于:所述的雪崩光电二极管包括:-衬底(20);-缓冲层(21),所述的缓冲层(21)布置在所述的衬底(20)上;-光吸收层(22),所述的光吸收层(22)布置在所述的缓冲层(21)上;-过渡层(23),所述的过渡层(23)布置在所述的光吸收层(22)上;-渐变层(24),所述的渐变层(24)布置在所述的过渡层(23)上:-电荷层(25),所述的电荷层(25)布置在所述的渐变层(24)上;-覆盖层(26),所述的覆盖层(26)布置在所述的电荷层(25)上,其中,所述的覆盖层(26)包括P型中心有源区(27)和补偿掺杂区(28),所述的P型中心有源区(27)是向所述的覆盖层(26)中心区域掺入P型杂质而形成;所述的补偿掺杂区(28)是向所述的P型中心有源区(27)的外围环形区域内掺入N型杂质而形成;-介质掩膜层(29),所述的介质掩膜层(29)经由淀积方式布置在所述的覆盖层(26)上,并经由光刻布置电极孔;-正面电极层(30),所述的正面电极层(30)布置在所述的介质掩膜层(29)上,并通过所述的介质掩膜层(29)的所述电极孔与所述的覆盖层(26)相接触,实现电连接;-背面电极层(31),所述的背面电极层(31)布置在所述的衬底(20)背面。2.根据权利要求1所述的雪崩光电二极管,其特征在于,优选的,所述的衬底(20)和所述的缓冲层(21)均为N型InP材料;所述的光吸收层(22)和所述的过渡层(23)均为N型InGaAs材料;所述的渐变层(24)为N型InGaAsP多层带隙渐变结构;所述的电荷层(25)和所述的覆盖层(26)均为N型InP材料;所述的P型中心有源区(27)与所述的电荷层(25)之间的区域为高电场的雪崩倍增区(32);所述的介质掩膜层(29)为SiO2或SiNx材料,所述的P型中心有源区(27)上方有刻蚀出的环形的所述的电极孔;所述的正面电极层(30)通过所述的电极孔与所述的P型中心有源区(27)相接触,且中央区域为透光的窗口区。3.根据权利要求2所述的雪崩光电二极管,其特征在于:所述的衬底(20)为重掺杂层;所述的光吸收层(22)为非故意掺杂的本征材料;所述的电荷层(25)为重掺杂层。4.根据权利要求1所述的雪崩光电二极管,其特征在于:所述的P型中心有源区(27)和所述的补偿掺杂区(28)均采用热扩散或离子注入的方式实现掺杂,所述的P型中心有源区(2...
【专利技术属性】
技术研发人员:刘炜,石东平,杨守良,夏继宏,梁康有,
申请(专利权)人:重庆文理学院,
类型:发明
国别省市:重庆;50
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。