基于分子束外延技术的自成结光电探测器及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种基于分子束外延技术的自成结半导体光电探测器及其制备方法，属于光电探测器件领域。本发明专利技术制备的光电探测器采用非对称PIN浅结结构，将Sb原子在分子束外延设备腔体内采用高温原位掺杂的方法掺杂进Ge薄膜中，将Ge改性为N型半导体；全程制备过程均在分子束外延设备腔体中进行，这样就大大减小了外来杂质的污染，简化了光电探测器制作工艺的流程，且相比传统的离子注入的掺杂方法，该方法不会破坏晶体的晶格结构。

【技术实现步骤摘要】
基于分子束外延技术的自成结光电探测器及其制备方法
本专利技术属于光电探测器件领域，具体涉及一种基于分子束外延技术的自成结半导体光电探测器及其制备方法。
技术介绍
光通信近年来飞速发展，而光电探测器是将光信号转化为电信号的重要器件之一，制备具有高量子效率、低暗电流、高响应度和高频率带宽的光电探测器，并实现Si基光电集成接收芯片一直是相关领域科研工作者重点研究方向。基于InP等Ⅲ-Ⅴ族半导体材料制备的探测器暗电流小，但其价格昂贵、导热性能和机械性能较差，并且与Si工艺兼容性较差，故在Si基光电集成技术中的应用受到了限制。GaAs是目前常见的红外半导体材料，然而它的截止波长仅在0.86μm，已经不能满足下一代红外探测的带宽和波段需求。因此，如何在保证相关性能的基础上，制备与Si工艺兼容性较好、价格便宜、可重复性高、制备简单的光电探测器是一个值得研究的课题。Ge作为和Si同族的半导体材料，直接带隙约为0.67eV，自身的截止波长为1.3μm，对光通信中的C波段信号具有良好的响应特性。近年来，GeR(R为Si、Sn、Bi等)材料应用越来越多，其中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于分子束外延技术的自成结光电探测器，其特征在于，从下至上依次为P型单晶Si衬底、GeSn薄膜、Ge

【技术特征摘要】
1.一种基于分子束外延技术的自成结光电探测器，其特征在于，从下至上依次为P型单晶Si衬底、GeSn薄膜、Ge1-xSbx薄膜和电极，所述GeSn薄膜厚度为60～120nm，所述Ge1-xSbx薄膜为N型半导体薄膜，厚度为60～120nm，其中，0.05≤x≤0.20。


2.一种基于分子束外延技术的自成结光电探测器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1.清洗P型单晶Si衬底；
步骤2.在步骤1清洗后的Si衬底表面采用分子束外延技术沉积GeSn薄膜，其中，GeSn薄膜的厚度为60～120nm；
步骤3.在步骤2沉积的GeSn薄膜表面采用分子束外延技术生长Ge1-xSbx薄膜，其中，0.01≤x≤0.14，薄膜厚度为60～120nm；
步骤4.在步骤3沉积的Ge1-xSbx薄膜表面制备电极，即可得到所述自成结光电探测器。


3.如权利要求2所述自成结光电探测器的制备方法，其特征在于，步骤1中P型单晶硅Si衬底清洗的具体过程为：衬底先在100℃～120℃下的盐酸中超声清洗10～20min，再在100℃～120℃下的氢氧化钠溶液中超声清洗10～20min，最后经丙酮、酒精以及去离子水分别依次超声清洗，得到粗糙度小于0.5nm的P型单晶硅衬底。


4.如权利要求2所述自成结光电探测器的制备方法，其特征在于，步骤2中采用分子束外延技术沉积GeSn薄膜的具体过程为：
步骤2.1、将步骤1中清洗后的P型单晶硅衬底放入分子束外延设备的腔室内，抽真空，至腔室气压为1～10^10-10Torr；...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晨光，张岱南，唐坤，张怀武，李明明，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川;51