一种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雪崩光电探测器的制备方法，本发明专利技术的探测器的本征型In

【技术实现步骤摘要】
一种雪崩光电探测器的制备方法


[0001]本专利技术涉及光电探测器
，具体来说涉及一种雪崩光电探测器的制备方法。

技术介绍

[0002]传统的SACM (separate
‑
absorption
‑
charge
‑
multiplication) APD（雪崩光电二极管）的吸收区一般采用不掺杂的本征材料，在工作电压下，吸收区完全耗尽。这样的好处是，光生载流子（电子和空穴）在InGaAs吸收区里通过漂移的输运方式，具有较高的速率。
[0003]但是由于整个耗尽区域都被耗尽，其空间电荷区占据了整个吸收层，由于吸收层材料的带宽最低，因此其产生
‑
复合速率较高，产生的暗电流较大。另外，由于空穴的速率比电子低很多，因此，整个探测器的开关速度由空穴决定。在强光强照射下，慢速的空穴会产生拖尾的现象，探测器的线性度较低。

技术实现思路

[0004]为了解决上述技术方案的不足，本专利技术的目的在于提供一种雪崩光电探测器的制备方法。
[0005]本专利技术的目的是通过下述技术方案予以实现的。
[0006]一种雪崩光电探测器的制备方法，包括以下步骤：步骤一：利用MOCVD或者MBE的沉积方式在N型InP衬底上依次生长N型InP缓冲层、本征型In
0.52
Al
0.48
As雪崩层、P型In
0.52
Al
0.48
As电场控制层、本征型In
0.53
Ga
0.47
As 吸收层、本征型In
0.52
Al
0.48
As电子阻挡层和本征InP盖层；步骤二：利用PECVD的沉积方式在本征InP盖层的上表面沉积SiN薄膜；步骤三：利用光刻胶在SiN薄膜的表面形成第一Zn扩散窗口图形，利用刻蚀的方法去除第一Zn扩散窗口图形上的SiN薄膜，使下方的所述本征InP盖层暴露出来，刻蚀完成后去除光刻胶，形成第一Zn扩散窗口；步骤四：利用MOCVD或者炉管法在所述第一Zn扩散窗口内，所述本征InP盖层的上表面进行第一次Zn扩散，形成第一P
‑
型Zn扩散区域，被Zn扩散的区域包括本征InP盖层、本征型In
0.52
Al
0.48
As电子阻挡层和本征型In
0.53
Ga
0.47
As吸收层，停止在In
0.53
Ga
0.47
As吸收层的下部；步骤五：利用PECVD的沉积方式在剩余的SiN薄膜的上表面和第一P
‑
型Zn扩散区域的上表面再次沉积SiN薄膜；步骤六：利用光刻胶在步骤五所述的SiN薄膜的表面形成第二Zn扩散窗口图形，利用刻蚀的方法去除第二Zn扩散窗口图形内的SiN薄膜，使下方的所述本征InP盖层暴露出来，刻蚀完成后去除光刻胶，形成第二Zn扩散窗口；步骤七：利用MOCVD或者炉管法在所述第二Zn扩散窗口内，所述本征InP盖层的上表面进行第二次Zn扩散，形成第二P
‑
型Zn扩散区域，被第二次Zn扩散的区域包括本征InP盖
层、本征型In
0.52
Al
0.48
As电子阻挡层和本征型In
0.53
Ga
0.47
As吸收层，停止在本征型In
0.53
Ga
0.47
As吸收层的上部，所述第二P
‑
型Zn扩散区域周围的区域为非有源区域；步骤八：利用光刻胶在SiN薄膜的上表面，第二P
‑
型Zn扩散区域周围的非有源区域上形成沟道图形，通过腐蚀得到沟道区域，腐蚀完成后去除光刻胶，被腐蚀的区域包括本征InP盖层、本征型In
0.52
Al
0.48
As电子阻挡层、本征型In
0.53
Ga
0.47
As吸收层、P型In
0.52
Al
0.48
As电场控制层、本征型In
0.52
Al
0.48
As雪崩层和N型InP缓冲层，停止在N型InP缓冲层的下部；步骤九：利用涂胶的方法在所述沟道区域内填充BCB或PBO材料图形；步骤十：利用PECVD的沉积方式在所有裸露在外的上表面第三次沉积SiN薄膜；步骤十一：利用光刻胶在部分所述第二P
‑
型Zn扩散区域上方的SiN薄膜上形成VIA孔洞图形，利用刻蚀的方法去除VIA孔洞图形上的SiN薄膜，得到VIA孔洞，使得下方的本征InP盖层暴露出来；步骤十二：利用光刻胶在所述VIA孔洞的上方形成P金属图形，利用电子束蒸发或者磁控溅射蒸镀金属并进行金属剥离，退火形成欧姆接触，从而得到P金属电极；步骤十三：在所述在N型InP衬底的背面进行减薄和抛光；步骤十四：在减薄、抛光后的在N型InP衬底背面蒸镀N金属，并退火形成欧姆接触，得到N金属电极。
[0007]在上述技术方案中，步骤一中，所述本征型In
0.52
Al
0.48
As电子阻挡层的厚度为10~200nm。
[0008]在上述技术方案中，步骤二中，所述SiN薄膜的厚度为100nm。
[0009]在上述技术方案中，步骤三中，所述第一Zn扩散窗口为圆柱形，其半径为10~100μm。
[0010]在上述技术方案中，步骤五中，SiN薄膜的厚度为100nm。
[0011]在上述技术方案中，步骤四中，所述第一次Zn扩散到本征型In
0.53
Ga
0.47
As吸收层的底部。
[0012]在上述技术方案中，步骤七中，所述第二次Zn扩散到本征型In
0.53
Ga
0.47
As吸收层的深度为0~0.2μm，使得第一P
‑
型Zn扩散区域和第二P
‑
型Zn扩散区域呈阶梯状。
[0013]在上述技术方案中，所述第一Zn扩散窗口和第二Zn扩散窗口为同心圆柱，第二Zn扩散窗口的半径大于第一Zn扩散窗口，二者半径差为5~50μm。
[0014]在上述技术方案中，步骤八中，所述沟道区域的宽度为5~20μm，在同一水平线上，所述沟道区域与第二P
‑
型Zn扩散区域的距离为5~50μm。
[0015]在上述技术方案中，步骤十中，所述SiN薄膜的厚度为200nm，该SiN薄膜起到减反膜的作用，其对于900~1700nm波长光线的透射率大于70%。
[0016]在上述技术方案中，步骤十三中，减薄、抛光后N型InP衬底的厚度为50~200μm。
[0017]本专利技术的优点和有益效果为：1.本专利技术的探测器的本征型In
0.53
Ga
0.47
As吸收层在Zn扩散后转化为P型，通过优化掺杂浓度，吸收区在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种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：利用MOCVD或者MBE的沉积方式在N型InP衬底上依次生长N型InP缓冲层、本征型In
0.52
Al
0.48
As雪崩层、P型In
0.52
Al
0.48
As电场控制层、本征型In
0.53
Ga
0.47
As吸收层、本征型In
0.52
Al
0.48
As电子阻挡层和本征InP盖层；步骤二：利用PECVD的沉积方式在本征InP盖层的上表面沉积SiN薄膜；步骤三：利用光刻胶在SiN薄膜的表面形成第一Zn扩散窗口图形，利用刻蚀的方法去除第一Zn扩散窗口图形上的SiN薄膜，使下方的所述本征InP盖层暴露出来，刻蚀完成后去除光刻胶，形成第一Zn扩散窗口；步骤四：利用MOCVD或者炉管法在所述第一Zn扩散窗口内，所述本征InP盖层的上表面进行第一次Zn扩散，形成第一P
‑
型Zn扩散区域，被Zn扩散的区域包括本征InP盖层、本征型In
0.52
Al
0.48
As电子阻挡层和本征型In
0.53
Ga
0.47
As吸收层，停止在本征型In
0.53
Ga
0.47
As吸收层的下部；步骤五：利用PECVD的沉积方式在剩余的SiN薄膜的上表面和第一P
‑
型Zn扩散区域的上表面再次沉积SiN薄膜；步骤六：利用光刻胶在步骤五所述的SiN薄膜的表面形成第二Zn扩散窗口图形，利用刻蚀的方法去除第二Zn扩散窗口图形内的SiN薄膜，使下方的所述本征InP盖层暴露出来，刻蚀完成后去除光刻胶，形成第二Zn扩散窗口；步骤七：利用MOCVD或者炉管法在所述第二Zn扩散窗口内，所述本征InP盖层的上表面进行第二次Zn扩散，形成第二P
‑
型Zn扩散区域，被第二次Zn扩散的区域包括本征InP盖层、本征型In
0.52
Al
0.48
As电子阻挡层和本征型In
0.53
Ga
0.47
As吸收层，停止在本征型In
0.53
Ga
0.47
As吸收层的上部，所述第二P
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型Zn扩散区域周围的区域为非有源区域；步骤八：利用光刻胶在SiN薄膜的上表面，第二P
‑
型Zn扩散区域周围的非有源区域上形成沟道图形，通过腐蚀得到沟道区域，腐蚀完成后去除光刻胶，被腐蚀的区域包括本征InP盖层、本征型In
0.52
Al
0.48
As电子阻挡...

【专利技术属性】
技术研发人员：弭伟，杨志茂，王斌，陈新荣，
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：