【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光电探测器，尤其是涉及一种双崖层调控高速单行载流子光电探测器。
技术介绍
1、高速单行载流子光电探测器（uni-traveling carrier photodiodes，utc-pd）在1997年由日本ntt实验室团队提出，该结构采用p型重掺的吸收层与轻掺的漂移层配合。
2、现有技术中，漂移层内插入单层崖层，吸收层与崖层之间的漂移层区域称为过冲漂移层（实现电子的过冲速度），崖层和n型接触层之间的漂移层区域称为饱和漂移层（实现电子的饱和速度）。该方案在n型轻掺的漂移层中插入了一层薄层的p层材料作为崖层，利用该局部反型层调控漂移层电场，避免了在较厚的漂移层中电场过早降低的问题。同时合理的位置设计可以使得其中部分区域处于速度过冲的电场强度下，从而获得更小的载流子渡越时间。
3、现有技术方案的缺点如下：1、单层内插的崖层在较厚的漂移层条件下会分隔漂移层的电场分布，电场分布呈现出明显不连续性；2、同时过冲漂移层与饱和漂移层厚度平衡难度大。过冲漂移层偏厚，电场会过早下降为0，丧失过冲效果；饱和漂移层过厚，同样会在该区域出现明显电场下降；两者均会造成漂移速度降低，进而造成输运时间增大，带宽降低。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种双崖层调控高速单行载流子光电探测器，以缓解现有技术中无法调控漂移层内的内部电场，进而获得超过饱和速度的瞬态输运速度的技术问题。
2、第一方面，本专利技术提供的双崖层调控高速单行载流子光电探测器，包括：层叠设
3、自所述n型接触层朝向所述吸收层方向，所述漂移层包括依次设置的第一漂移单元层、第一反型崖层、第二漂移单元层、第二反型崖层和第三漂移单元层，所述第一漂移单元层的一侧与n型接触层连接，另一侧与第一反型崖层连接；所述第三漂移单元层的一侧与过渡层连接，另一侧与第二反型崖层连接。
4、进一步的，所述第一漂移单元层、第二漂移单元层和第三漂移单元层均为n型掺杂；
5、所述第一反型崖层和第二反型崖层均为p型掺杂。
6、进一步的，所述第一漂移单元层、第一反型崖层、第二漂移单元层、第二反型崖层和第三漂移单元层的材料相同；
7、所述第一反型崖层和第二反型崖层之间的间距、所述第二反型崖层与过渡层之间的间距、所述第一反型崖层与n型接触层之间的间距均小于材料载流子过冲速度对应过冲距离。
8、进一步的，所述第一漂移单元层、第一反型崖层、第二漂移单元层、第二反型崖层和第三漂移单元层的材料均为磷化铟；
9、所述第一漂移单元层的厚度的取值范围为120 nm ~200nm；
10、所述第二漂移单元层的厚度的取值范围为120 nm ~200nm；
11、所述第三漂移单元层的厚度的取值范围为80 nm ~120nm。
12、进一步的，所述第一反型崖层和第二反型崖层的厚度均小于30nm。
13、进一步的，所述第一反型崖层和第二反型崖层的厚度的取值范围均为10nm~20nm。
14、进一步的，所述第一漂移单元层、第二漂移单元层和第三漂移单元层的掺杂浓度的取值范围均为1.6e16 cm^-3~2.4e16 cm^-3。
15、进一步的，所述第一反型崖层和第二反型崖层的掺杂浓度的取值范围均为1.6e17cm^~3~2.4e17 cm^-3。
16、进一步的，所述吸收层包括p型重掺的第一层和n型轻掺的第二层;所述第二层的一侧与过渡层连接，另一侧与第一层连接。
17、进一步的，所述第二层的掺杂浓度为n: 小于1e16 cm^-3；
18、所述第一层的掺杂浓度的取值范围为p:1e19 cm^-3~2e17 cm^-3。
19、本专利技术的至少具备以下优点或有益效果：
20、本方案中，载流子在经过反型崖层前会发生减速，然后再加速通过反型崖层，可以使漂移单元层内可以有更多的电场区域实现在20kv/cm-40kv/cm条件下加速，避免电场下降为0，而通过设置两层反型崖层，可以拉平电场，进一步的使更多的电场区域实现在20kv/cm-40kv/cm条件下加速，在漂移层内部实现电场分布的调控。避免了漂移区电场过早衰减，从而提升了载流子在该层的输运速度，减小了电子从吸收层输运到n电极的时间，显著提高了器件的3db带宽。并且，相对于设置单层反型崖层的方案而言，本方案中通过设置第一反型崖层和第二反型崖层从而增加更多的电场调空间，例如第一反型崖层的厚度、第二反型崖层的厚度，以及第一反型崖层和第二反型崖层之间的间距可提供充分的自由度调控漂移层电场。
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1.一种双崖层调控高速单行载流子光电探测器，其特征在于，包括：层叠设置的吸收层（3）、过渡层（4）、漂移层（5）和N型接触层（6）；
2.根据权利要求1所述的双崖层调控高速单行载流子光电探测器，其特征在于，所述第一漂移单元层（51）、第二漂移单元层（53）和第三漂移单元层（55）均为N型掺杂；
3.根据权利要求2所述的双崖层调控高速单行载流子光电探测器，其特征在于，所述第一漂移单元层（51）、第一反型崖层（52）、第二漂移单元层（53）、第二反型崖层（54）和第三漂移单元层（55）的材料相同；
4.根据权利要求3所述的双崖层调控高速单行载流子光电探测器，其特征在于，所述第一漂移单元层（51）、第一反型崖层（52）、第二漂移单元层（53）、第二反型崖层（54）和第三漂移单元层（55）的材料均为磷化铟；
5.根据权利要求2所述的双崖层调控高速单行载流子光电探测器，其特征在于，所述第一反型崖层（52）和所述第二反型崖层（54）的厚度均小于30nm。
6.根据权利要求5所述的双崖层调控高速单行载流子光电探测器，其特征在于，所述第
7. 根据权利要求2所述的双崖层调控高速单行载流子光电探测器，其特征在于，所述第一漂移单元层（51）、所述第二漂移单元层（53）和所述第三漂移单元层（55）的掺杂浓度的取值范围均为1.6E16 cm^-3~2.4E16 cm^-3。
8. 根据权利要求2所述的双崖层调控高速单行载流子光电探测器，其特征在于，所述第一反型崖层（52）和所述第二反型崖层（54）的掺杂浓度的取值范围均为1.6E17 cm^-3~2.4E17 cm^-3。
9.根据权利要求1所述的双崖层调控高速单行载流子光电探测器，其特征在于，所述吸收层（3）包括P型重掺的第一层和N型轻掺的第二层;所述第二层的一侧与所述过渡层（4）连接，另一侧与第一层连接。
10. 根据权利要求9所述的双崖层调控高速单行载流子光电探测器，其特征在于，所述第二层的掺杂浓度为N:小于1E16 cm^-3；
...【技术特征摘要】
1.一种双崖层调控高速单行载流子光电探测器，其特征在于，包括：层叠设置的吸收层（3）、过渡层（4）、漂移层（5）和n型接触层（6）；
2.根据权利要求1所述的双崖层调控高速单行载流子光电探测器，其特征在于，所述第一漂移单元层（51）、第二漂移单元层（53）和第三漂移单元层（55）均为n型掺杂；
3.根据权利要求2所述的双崖层调控高速单行载流子光电探测器，其特征在于，所述第一漂移单元层（51）、第一反型崖层（52）、第二漂移单元层（53）、第二反型崖层（54）和第三漂移单元层（55）的材料相同；
4.根据权利要求3所述的双崖层调控高速单行载流子光电探测器，其特征在于，所述第一漂移单元层（51）、第一反型崖层（52）、第二漂移单元层（53）、第二反型崖层（54）和第三漂移单元层（55）的材料均为磷化铟；
5.根据权利要求2所述的双崖层调控高速单行载流子光电探测器，其特征在于，所述第一反型崖层（52）和所述第二反型崖层（54）的厚度均小于30nm。
6.根据权利要求5所述的双...
【专利技术属性】
技术研发人员：晁明豪，宋国峰，唐松，赵勇明，杨国文，
申请(专利权)人：度亘核芯光电技术苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：
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