单行载流子光探测器结构及其制作方法技术

本发明专利技术提供一种单行载流子光探测器结构及其制作方法，利用分步腐蚀的方法，制作出收集层面积比吸收层面积小的光探测器结构，使得器件电容大大减小，在相同吸收层厚度条件下，提高了器件的RC响应带宽，进而提高了器件的总带宽；在相同收集层面积及相同吸收层厚度的条件下(RC带宽、渡越带宽相同)，器件具有更大的吸收层面积，因而具有更大的响应度，可以在更高入射光功率下工作，在高速高功率应用中性能提升更为明显，适用于太赫兹信号产生、高速光通信中的光接收等领域。

Single row carrier light detector structure and manufacturing method thereof

The invention provides a single carrier optical detector structure and its making method, using the method of step corrosion, make collection layer area than light absorbing layer structure of the small size of the detector, the device capacitance is greatly reduced, at the same thickness of absorption layer under the condition that the improved device RC response bandwidth, thus improving the total bandwidth of the device in the same area; the collection layer and the same thickness of absorption layer conditions (RC bandwidth, transit bandwidth, identical) device has larger absorption layer, which has a greater degree of response, can work in high light power, high speed and high power application in neutral can improve more obvious for the light receiving areas in terahertz signal generation, high speed optical communication.

【技术实现步骤摘要】
单行载流子光探测器结构及其制作方法
本专利技术属于半导体光电器件
，特别是涉及一种单行载流子光探测器结构及其制作方法。
技术介绍
太赫兹(以下简称THz，1THz＝1012Hz)波段是指电磁波谱中频率从100GHz到10THz、对应的波长从3毫米到30微米、介于毫米波与红外光之间的电磁波谱区域，在通信、安检成像等方面有广阔应用前景，其中，THz无线通信满足未来无线高速数据传输对带宽的需求。利用光混频产生THz辐射的方式继承光子学技术的优点，具有连续输出、宽带可调谐、输出功率大、常温工作、相关组件性价比高等特点，因而实用性很强，而光探测器作为光混频器是光生THz技术中的重要器件。光探测器是一种能够把光转换成电信号的半导体器件，当入射光信号的光子能量大于光探测器吸收层材料的带隙时，就会在光探测器中产生光生载流子，传统PIN结构光探测器中，电子和空穴在非掺杂吸收层中产生，在外加电场作用下，向两侧电极方向加速漂移，形成光电流。PIN结构光探测器中，由于空穴漂移速度大大低于电子漂移速度，当大功率光入射时，残留在耗尽层中的大量空穴产生了空间电荷效应，限制了器件的输出功率，因而保持高电流密度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单行载流子光探测器的制作方法，其特征在于，所述制作方法包括：S1：在半绝缘衬底上从下到上依次生长N型重掺杂下接触层、收集层、吸收层、及P型重掺杂上接触层；S2：对S1所述结构进行光刻，并采用选择性腐蚀溶液对P型重掺杂上接触层及吸收层进行腐蚀，暴露出部分收集层；S3：在S2所述结构上表面生长氮化硅层，并采用光刻工艺去除收集层上表面的氮化硅层；S4：采用选择性腐蚀溶液对所述收集层进行腐蚀，使所述收集层的面积与所述吸收层的面积相等，之后对所述收集层继续腐蚀，直至所述收集层的面积小于所述吸收层的面积，然后去除氮化硅层；S5：采用光刻、带胶剥离工艺在所述P型重掺杂上接触层上表面生长上电极金属层，及在...

【技术特征摘要】
1.一种单行载流子光探测器的制作方法，其特征在于，所述制作方法包括：S1：在半绝缘衬底上从下到上依次生长N型重掺杂下接触层、收集层、吸收层、及P型重掺杂上接触层；S2：对S1所述结构进行光刻，并采用选择性腐蚀溶液对P型重掺杂上接触层及吸收层进行腐蚀，暴露出部分收集层；S3：在S2所述结构上表面生长氮化硅层，并采用光刻工艺去除收集层上表面的氮化硅层；S4：采用选择性腐蚀溶液对所述收集层进行腐蚀，使所述收集层的面积与所述吸收层的面积相等，之后对所述收集层继续腐蚀，直至所述收集层的面积小于所述吸收层的面积，然后去除氮化硅层；S5：采用光刻、带胶剥离工艺在所述P型重掺杂上接触层上表面生长上电极金属层，及在所述及N型重掺杂下接触层上表面生长下电极金属层，然后退火，形成欧姆接触；S6：对S5所述结构进行平坦化处理，及制作金属引线和焊盘，最后解理，完成器件制作。2.根据权利要求1所述的单行载流子光探测器的制作方法，其特征在于，所述S1中采用金属-有机物化学气相沉积法或分子束外延生长N型重掺杂下接触层、收集层、吸收层及P型重掺杂上接触层。3.根据权利要求1所述的单行载流子光探测器的制作方法，其特征在于，所述收集层为N型掺杂的InP层，所述吸收层为P型掺杂的InGaAs层。4.根据权利要求1所述的单行载流子光探测器的制作方法，其特征在于，所述收集层与吸收层之间还可生长2～3层InGaAsP层。5.根据权利要求4所述的单行载流子光探测器的制作方法，其特征在于，采用金属-有机物化学气相沉积法或分子束外延生长InGaAsP层。6.根据权利要求1所述的单行载流子光探测器的制作方法，其特征在于，当腐蚀InP层时，所述选择性腐蚀溶液为HCl和H3PO4的混合...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚辰，张戎，曹俊诚，
申请(专利权)人：中国科学院上海微系统与信息技术研究所，
类型：发明
国别省市：上海,31