一种基于二次外延的InAlAs雪崩光电探测器的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种基于二次外延的InAlAs雪崩光电探测器的制备方法，在衬底上依次生长缓冲层、吸收层、带宽渐变层、电荷控制层、倍增层、腐蚀截止层和盖层；然后腐蚀盖层，形成中央集电区和环绕中央集电区的电场保护环，腐蚀停止在腐蚀截止层的上表面；然后在被腐蚀区域二次外延生成InP阻隔层，然后在电场保护环外围的InP阻隔层之上形成一圈环形的SiO2隔离层，之后积光学减反膜，并在n型InP中央集电区上方的光学减反膜上开出金属接触窗口；之后利用光刻胶形成上电极和金属打线板，上电极通过金属接触窗口与中央集电区接触，上电极上具有一光学入射窗口，光学入射窗口在中央集电区的上方。方。方。

【技术实现步骤摘要】
一种基于二次外延的InAlAs雪崩光电探测器的制备方法


[0001]本专利技术属于光电探测器
，具体涉及一种基于二次外延的InAlAs雪崩光电探测器的制备方法。

技术介绍

[0002]雪崩光电探测器的工作原理是利用p
‑
i
‑
n结在较高的反偏电场下，光子入射至i区使电子从价带跃迁到导带，形成电子
‑
空穴对，在强电场的作用下电子
‑
空穴对得到加速，碰撞其他原子，产生额外的电子
‑
空穴对并持续发生。由于较少光子甚至单个光子的入射都能触发雪崩倍增过程，引起宏观上电流的变化，因此雪崩光电探测器具有极高的灵敏度和探测效率，在弱光探测甚至单光子探测领域有非常高的应用前景。相比于传统的硅基光电探测器，基于III
‑
V族化合物半导体的雪崩光电探测器具有更高的灵敏度，并可进行 1um及以上波长的近红外弱光三维成像，在生物化学、量子通信、激光雷达等领域具有重要应用。
[0003]现有的雪崩光电探测器大都基于吸收层和倍增层分开的结构(SCAM)，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于二次外延的InAlAs雪崩光电探测器的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一：在p型InP衬底上依次生长p型InP缓冲层、In
0.53
Ga
0.47
As吸收层、In1‑
x
‑
y
Al
x
Ga
y
As带宽渐变层、p型In
0.52
Al
0.48
As电荷控制层、In
0.52
Al
0.48
As倍增层、In
x
Ga1‑
x
As
y
P1‑
y
腐蚀截止层和n型InP盖层；步骤二：利用SiO2图形化硬掩模，利用腐蚀的方法腐蚀n型InP盖层，剩余的n型InP盖层形成n型InP中央集电区和环绕n型InP中央集电区的n型InP电场保护环，腐蚀停止在In
x
Ga1‑
x
As
y
P1‑
y
腐蚀截止层的上表面；所述n型InP中央集电区为圆形，位于中间区域，所述n型InP电场保护环环绕在n型InP中央集电区外围并且二者之间具有间隔；步骤三：利用步骤二中相同的SiO2硬掩模图形，在步骤二所述的被腐蚀区域二次外延生成InP阻隔层；二次外延之后，利用腐蚀的方法，腐蚀掉SiO2硬掩模，从而得到平坦的表面，即，使n型InP中央集电区、n型InP电场保护环和二次外延的InP阻隔层的表面齐平；步骤四：在步骤三得到的n型InP中央集电区、n型InP电场保护环和InP阻隔层的平坦表面上淀积SiO2层，然后利用光刻胶图形化掩模刻蚀掉部分区域的SiO2，使得在n型InP电场保护环外围的InP阻隔层之上形成一圈环形的SiO2隔离层；步骤五：在n型InP中央集电区、n型InP电场保护环、InP阻隔层以及SiO2隔离层的表面上淀积光学减反膜，利用腐蚀的方法在n型InP中央集电区上方的光学减反膜上开出一个环形的金属接触窗口；步骤六：利用光刻胶形成上电极金属和金属打线板图形，蒸镀金属并进行金属剥离，得到图形化的上电极和金属打线板；上电极通过步骤五中所述的金属接触窗口与n型InP中央集电区接触，并退火形成欧姆接触；金属打线板位于SiO2隔离层的正上方；所述上电极上具有一光学入射窗口，光学入射窗口在n型InP中央集电区的上方；步骤七：将p型InP衬底背面减薄、抛光后，在其下表面制备背电极，并退火形成欧姆接触。2.根据权利要求1所述的基于二次外延的InAlAs雪崩光电探测器的制备方法，其特征在于：p型InP缓冲层厚度为0.1
‑
1um，所述In
0.53
Ga
0.47
As吸收层的厚度为1
‑
5um，背景掺杂浓度小于1
×
10
15
/cm3，该层为光生载流子产生层，用于吸收1.0～1.7um的光子能量。3.根据权利要求1所述的基于二次外延的InAlAs雪崩光电探测器的制备方法，其特征在于：所述In1‑
x
‑

【专利技术属性】
技术研发人员：杨志茂，王斌，
申请(专利权)人：北京英孚瑞半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：