【技术实现步骤摘要】
一种分级势垒低暗电流台面型光电二极管及其制作方法
本专利技术属于探测器芯片制造
,尤其涉及一种分级势垒低暗电流台面型光电二极管及其制作方法。
技术介绍
随着光电二极管向高速高带宽演进发展,制备工艺逐渐由平面型工艺向台面型工艺转变。台面刻蚀工艺破坏了晶格的周期完整性,将半导体材料表面暴露在环境之中,引入了表面界面态,不可避免的增加了表面暗电流。暗电流组成还包括了:产生复合电流、扩散电流、带间隧穿电流和辅助隧穿电流等。高暗电流降低了台面型光电二极管的性能及可靠性,存在较大失效风险。现有技术中对台面型光电二极管制备有很多,例如专利申请号为CN201811598480.0的《一种高可靠NIP结构台面型光电二极管及其制作方法》中提出了一种台面型光电二极管包括半绝缘衬底,在衬底上生长有缓冲层、接触层、吸收层、渐变层和阻挡层;所述结构采用三层台面芯片结构,台面表面覆盖有钝化层,从所述N型台面引出N电极,从P型台面引出P电极,从而与所述N电极形成共平面电极;同时将P型层放在最低部且深埋在材料内部,通过这种设计可以将内建电场限制在体内中心处,并且可以抑制台面边缘的漏电流和边缘击穿。但是这种结构中不能降低表面漏电流和体暗电流,因此急需一种能降低表面漏电流和体暗电流的台面型光电二极管。
技术实现思路
为解决上现有技术的问题,本专利技术提出了一种分级势垒低暗电流台面型光电二极管,所述台面型光电二极管的结构如下:台面型光电二极管包括三层台面结构,从上至下叠次连接的N型台面a、吸收台面b ...
【技术保护点】
1.一种分级势垒低暗电流台面型光电二极管,所述台面型光电二极管包括三层台面结构,从上至下叠次连接的N型台面(a)、吸收台面(b)以及P型台面(c),且在P型台面(c)台阶的最底层为半绝缘衬底(1);其特征在于,所述台面型光电二极管的每层台面的表面覆盖钝化层;在台面型光电二极管的吸收台面(b)中设置有分级势垒层(5),分级势垒层(5)从上到下依次包括:第一N型InGaAs层(51)、第一N型δ掺杂层(52)、第一非掺InAlGaAs渐变层(53)、第一P型δ掺杂层(54)、非掺InAlAs势垒层(55)、第二P型δ掺杂层(56)、第二非掺InAlGaAs渐变层(57)、第二N型δ掺杂层(58)以及第二N型InGaAs层(59);所述N型台面(a)上设置有N电极(a1)并沿N型台面(a)延伸至半绝缘衬底(1),所述的P型台面(c)上设置有P电极(c1)并沿P型台面(c)延伸至半绝缘衬底(1),P电极(c1)与N电极(a1)形成共平面电极。/n
【技术特征摘要】
1.一种分级势垒低暗电流台面型光电二极管,所述台面型光电二极管包括三层台面结构,从上至下叠次连接的N型台面(a)、吸收台面(b)以及P型台面(c),且在P型台面(c)台阶的最底层为半绝缘衬底(1);其特征在于,所述台面型光电二极管的每层台面的表面覆盖钝化层;在台面型光电二极管的吸收台面(b)中设置有分级势垒层(5),分级势垒层(5)从上到下依次包括:第一N型InGaAs层(51)、第一N型δ掺杂层(52)、第一非掺InAlGaAs渐变层(53)、第一P型δ掺杂层(54)、非掺InAlAs势垒层(55)、第二P型δ掺杂层(56)、第二非掺InAlGaAs渐变层(57)、第二N型δ掺杂层(58)以及第二N型InGaAs层(59);所述N型台面(a)上设置有N电极(a1)并沿N型台面(a)延伸至半绝缘衬底(1),所述的P型台面(c)上设置有P电极(c1)并沿P型台面(c)延伸至半绝缘衬底(1),P电极(c1)与N电极(a1)形成共平面电极。
2.根据权利要求1所述的一种分级势垒低暗电流台面型光电二极管,其特征在于:所述分级势垒层(5)中的第一N型InGaAs层(51)、第一非掺InAlGaAs渐变层(53)、第二非掺InAlGaAs渐变层(57)以及第二N型InGaAs层(59)的材质为In0.53AlxGa0.47-xAs,非掺InAlAs势垒层(55)的材质为In0.52Al0.48As;其中,x的取值为0~0.47。
3.根据权利要求2所述的一种分级势垒低暗电流台面型光电二极管,其特征在于:所述分级势垒层(5)中的第一N型δ掺杂层(52)、第二N型δ掺杂层(58)或者第一P型δ掺杂层(54)、第二P型δ掺杂层(56)的厚度都为5~10nm,掺杂浓度大于1×1018cm-3。
4.根据权利要求2所述的一种分级势垒低暗电流台面型光电二极管,其特征在于:所述分级势垒层(5)中的非掺InAlAs势垒层(55)的厚度为200~500nm,禁带宽度为1.46eV。
5.根据权利要求2所述的一种分级势垒低暗电流台面型光电二极管,其特征在于:所述分级势垒层(5)中的第一非掺InAlGaAs渐变层(53)和第二非掺InAlGaAs渐变层(57)的厚度都为300~800nm,且随着x的改变,第一非掺InAlGaAs渐变层(53)和第二非掺InAlGaAs渐变层(57)的禁带宽度都在0.74~1.46eV的范围内变化。
6.根据权利...
【专利技术属性】
技术研发人员:黄晓峰,张承,王立,唐艳,莫才平,迟殿鑫,崔大健,高新江,
申请(专利权)人:中国电子科技集团公司第四十四研究所,
类型:发明
国别省市:重庆;50
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