光电探测器的制备方法及光电探测器技术

本申请涉及一种光电探测器的制备方法及光电探测器，该方法包括：提供磷化铟衬底；在磷化铟衬底上表面依次生长出层叠的N型磷化铟缓冲层、N型磷化铟下欧姆接触层、铟镓砷磷过渡层、本征砷化铟镓吸收层和磷化铟窗口层；在磷化铟窗口层远离磷化铟衬底的表面渐变生长P型砷化铟镓上欧姆接触层，其中，P型砷化铟镓上欧姆接触层包括依次层叠设置的高速生长层、低速生长层和中速生长层，高速生长层的生长速率大于中速生长层的生长速率，中速生长层的生长速率大于低速生长层的生长速率。通过高速生长的方式降低InP和P

【技术实现步骤摘要】
光电探测器的制备方法及光电探测器


[0001]本申请涉及光电探测器
，特别是涉及一种光电探测器的制备方法及光电探测器。

技术介绍

[0002]砷化铟镓(InGaAs)阵列探测器的窗口层和欧姆接触层的材料通常采用磷化铟(InP)和InGaAs。在外延生长InGaAs阵列探测器时，容易在InP窗口层和InGaAs欧姆接触层交界处因As/P置换生成InGaAsP，造成界面缺陷。在探测器芯片工艺中，需要将表面欧姆接触层进行图形化处理，减小器件的侧向漏电，而InP窗口层和InGaAs欧姆接触层交界处的界面缺陷，会导致在界面上生成新的侧向漏电通道。

技术实现思路

[0003]基于此，有必要针对现有技术中的InP窗口层和InGaAs欧姆接触层的交界处的侧向漏电通道问题提供一种光电探测器的制备方法及光电探测器。
[0004]为了实现上述目的，一方面，本申请提供了一种光电探测器的制备方法，包括如下步骤：
[0005]提供磷化铟衬底；
[0006]在所述磷化铟衬底上表面依次生长出层叠的N型磷化铟缓冲层、N型磷化铟下欧姆接触层、铟镓砷磷过渡层、本征砷化铟镓吸收层和磷化铟窗口层；
[0007]在所述磷化铟窗口层远离所述磷化铟衬底的表面渐变生长P型砷化铟镓上欧姆接触层，其中，所述P型砷化铟镓上欧姆接触层包括依次层叠设置的高速生长层、低速生长层和中速生长层，所述高速生长层的生长速率大于所述中速生长层的生长速率，所述中速生长层的生长速率大于所述低速生长层的生长速率。
[0008]上述光电探测器的制备方法，通过将P型砷化铟镓上欧姆接触层在磷化铟窗口层远离磷化铟衬底的表面的生长过程分为三个阶段，即依次生长高速生长层、低速生长层和中速生长层的阶段，并使高速生长层的生长速率大于中速生长层的生长速率，中速生长层的生长速率大于低速生长层的生长速率，从而在生长高速生长层的过程中，通过高速生长的方式降低InP和P
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InGaAs的反应时间，有效限制了在InP、P
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InGaAs之间形成铟镓砷磷(InGaAsP)材料，且有效地把P型掺杂扩散到InP里，提高了扩散长度，增加InP的P型掺杂深度。另外，生长低速生长层的过程等同于持续给高速生长层进行退火处理，使得高速生长层晶体质量得到改善，从而得到高晶体质量的高速生长层，而低速生长层的生长速率较低，也保证了低速生长层的晶体质量；在低速生长层生长完成后，直接过渡到中速生长层，适当提高P型砷化铟镓的生长速率，加快了P型砷化铟镓上欧姆接触层的生长进度，从而使得上欧姆接触层的成型速度较快，且晶体质量较高。
[0009]在其中一个实施例中，所述在所述磷化铟窗口层远离所述磷化铟衬底的表面渐变生长P型砷化铟镓上欧姆接触层，包括：
[0010]在外延生长设备的反应室中以第一预设流量间断通入反应源气体和P型掺杂源，生长所述高速生长层直至所述高速生长层的厚度达到第一预设厚度；
[0011]在所述高速生长层生长完成后的停止生长时间达到预设时间时，以第二预设流量持续通入所述反应源气体和P型掺杂源，生长所述低速生长层直至所述低速生长层的厚度达到第二预设厚度，其中，所述第二预设流量小于所述第一预设流量；
[0012]以第三预设流量持续通入所述反应源气体和P型掺杂源，生长所述中速生长层，其中，所述第三预设流量小于所述第一预设流量，大于所述第二预设流量。
[0013]在其中一个实施例中，所述在外延生长设备的反应室中以第一预设流量间断通入反应源气体和P型掺杂源，生长所述高速生长层直至所述高速生长层的厚度达到第一预设厚度，包括：
[0014]在外延生长设备的反应室中，每以第一预设流量通入反应源气体和P型掺杂源5
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15秒，停止通入反应源气体和P型掺杂源10
‑
180s，以生长所述高速生长层；
[0015]重复上述高速生长层的生长过程直至所述高速生长层的厚度达到第一预设厚度。
[0016]在其中一个实施例中，所述高速生长层的生长温度低于所述中速生长层的生长温度，所述中速生长层的生长温度低于所述低速生长层的生长温度；所述高速生长层的生长压力高于所述中速生长层的生长压力，所述中速生长层的生长压力高于所述低速生长层的生长压力。
[0017]在其中一个实施例中，生长所述高速生长层的过程中，通入所述外延生长设备的反应室的载气包括第一类型气体和第二类型气体，其中，所述第一类型气体的流量大于所述第二类型气体的流量，所述第一类型气体为氢气，所述第二类型气体包括氮气和氩气中的至少一种。
[0018]在其中一个实施例中，所述第一预设厚度和所述第二预设厚度均小于等于3纳米。
[0019]在其中一个实施例中，所述在所述磷化铟窗口层远离所述磷化铟衬底的表面渐变生长P型砷化铟镓上欧姆接触层之前，还包括以下步骤：
[0020]在所述磷化铟窗口层远离所述磷化铟衬底的表面生长绝缘层；
[0021]去除中部的绝缘层以露出中部的窗口层，以在所述磷化铟窗口层表面形成相对的第一子绝缘层和第二子绝缘层；
[0022]所述在所述磷化铟窗口层远离所述磷化铟衬底的表面渐变生长P型砷化铟镓上欧姆接触层，包括：
[0023]在所述磷化铟窗口层露出的表面渐变生长所述P型砷化铟镓上欧姆接触层，其中，所述P型砷化铟镓上欧姆接触层位于所述第一子绝缘层和所述第二子绝缘层之间，并分别与所述第一子绝缘层、所述第二子绝缘层接触。
[0024]在其中一个实施例中，所述第一子绝缘层和所述第二子绝缘层的厚度大于所述P型砷化铟镓上欧姆接触层的厚度。
[0025]在其中一个实施例中，所述在所述衬底上表面依次生长出层叠的N型磷化铟缓冲层、N型磷化铟下欧姆接触层、铟镓砷磷过渡层、本征砷化铟镓吸收层和磷化铟窗口层，包括：
[0026]将InP衬底置入外延生长设备的反应室中；
[0027]向所述外延生长设备的反应室通入包括三甲基铟、三甲基镓、三甲基铝、二乙基
锌、硅烷、砷烷和磷烷的反应源气体，在所述衬底上表面依次生长出层叠的N型磷化铟缓冲层、N型磷化铟下欧姆接触层、铟镓砷磷过渡层、本征砷化铟镓吸收层和磷化铟窗口层。
[0028]本申请还提供了一种光电探测器，采用如上所述的光电探测器的制备方法制备得到。
[0029]采用如上任一实施例所述的光电探测器的制备方法制备得到的光电探测器相对现有技术，减少了窗口层和InGaAs欧姆接触层的交界界面上生成的InGaAsP，从而减少了侧向漏电通道，进而减少了光电探测器的暗电流，保障器件的高灵敏度和可靠性。
附图说明
[0030]为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0031]图1为一实施例中提本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光电探测器的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：提供磷化铟衬底；在所述磷化铟衬底上表面依次生长出层叠的N型磷化铟缓冲层、N型磷化铟下欧姆接触层、铟镓砷磷过渡层、本征砷化铟镓吸收层和磷化铟窗口层；在所述磷化铟窗口层远离所述磷化铟衬底的表面渐变生长P型砷化铟镓上欧姆接触层，其中，所述P型砷化铟镓上欧姆接触层包括依次层叠设置的高速生长层、低速生长层和中速生长层，所述高速生长层的生长速率大于所述中速生长层的生长速率，所述中速生长层的生长速率大于所述低速生长层的生长速率。2.根据权利要求1所述的光电探测器的制备方法，其特征在于，所述在所述磷化铟窗口层远离所述磷化铟衬底的表面渐变生长P型砷化铟镓上欧姆接触层，包括：在外延生长设备的反应室中以第一预设流量间断通入反应源气体和P型掺杂源，生长所述高速生长层直至所述高速生长层的厚度达到第一预设厚度；在所述高速生长层生长完成后的停止生长时间达到预设时间时，以第二预设流量持续通入所述反应源气体和P型掺杂源，生长所述低速生长层直至所述低速生长层的厚度达到第二预设厚度，其中，所述第二预设流量小于所述第一预设流量；以第三预设流量持续通入所述反应源气体和P型掺杂源，生长所述中速生长层，其中，所述第三预设流量小于所述第一预设流量，大于所述第二预设流量。3.根据权利要求2所述的光电探测器的制备方法，其特征在于，所述在外延生长设备的反应室中以第一预设流量间断通入反应源气体和P型掺杂源，生长所述高速生长层直至所述高速生长层的厚度达到第一预设厚度，包括：在外延生长设备的反应室中，每以第一预设流量通入反应源气体和P型掺杂源5
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15秒，停止通入反应源气体和P型掺杂源10
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180s，以生长所述高速生长层；重复上述高速生长层的生长过程直至所述高速生长层的厚度达到第一预设厚度。4.根据权利要求2所述的光电探测器的制备方法，其特征在于，所述高速生长层的生长温度低于所述中速生长层的生长温度，所述中速生长层的生长温度低于所述低速生长层的生长温度；所述高速生长层的生长压力高于所述中速生长层的生长压力，...

【专利技术属性】
技术研发人员：单智发，张永，方天足，陈阳华，张双翔，
申请(专利权)人：全磊光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：