一种量子点雪崩光电二极管及其制备方法技术

技术编号:43194612 阅读:34 留言:0更新日期:2024-11-01 20:15
本发明专利技术具体公开了一种量子点雪崩光电二极管及其制备方法,将半绝缘GaAs衬底送入MBE腔,利用MBE腔内高温去除半绝缘GaAs衬底表面的氧化层,在去除表面氧化层的半绝缘GaAs衬底上依次生长GaAs N型接触层、低掺杂GaAs N型缓冲层、InAs/GaAs量子点倍增放大层、GaAs电荷控制层、无掺杂Ge吸光层、P型Ge缓冲层、P型Ge接触层,从而获得基于GaAs衬底的量子点雪崩光电二极管。通过在增益放大区引入InAs量子点材料可显著增加材料中电子空穴离化率比值,降低雪崩光电二极管的噪声,从而显著增加探测器的灵敏度和速率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体材料外延生长,尤其涉及一种量子点雪崩光电二极管及其制备方法


技术介绍

1、雪崩二极管(avalanche photodiodes,简称apd)是一种利用雪崩击穿原理工作的光电探测器。在高电场的作用下,光生载流子(电子和空穴)被加速,并在晶格原子中发生撞击,进而产生更多的电子-空穴对,这一过程导致载流子的数量迅速增加,从而实现了信号的显著放大。这种内部增益特性使得雪崩二极管具有极高的探测灵敏度,能够检测到非常微弱的光信号。雪崩二极管因其高灵敏度和内部增益特性,成为了现代光电探测技术中的重要组件。雪崩二极管在多个高精密领域都有广泛应用,并推动了技术的不断发展与进步。例如,在光通信领域,apd被用于长距离光纤通信系统中,能够有效提高信号接收的灵敏度和可靠性;在生物医疗领域,apd被用于高精度的生物成像和检测设备中。此外,在量子通信领域,apd也扮演了重要角色,作为单光子探测器,用于量子密钥分发和量子信息传输等技术中。

2、常见的雪崩二极管材料主要包括锗/硅(ge/si)和铟铝砷/磷化铟(inalas/inp)等,这些材料具有优异本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种量子点雪崩光电二极管制备方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:

2.如权利要求1所述的量子点雪崩光电二极管制备方法,其特征在于,所述步骤S1具体实现方式为:将半绝缘GaAs衬底送入温度为500-650℃之间的MBE腔内进行高温脱氧处理,去除半绝缘GaAs衬底表面的氧化层。

3.如权利要求2所述的量子点雪崩光电二极管制备方法,其特征在于,所述步骤S2具体实现方式为:控制MBE腔内温度在600-700℃之间,在去除表面氧化层的半绝缘GaAs衬底上生长一层厚度为500nm的GaAs N型接触层,GaAs的生长速率为每秒钟0.1–1个GaAs ML,掺入杂质为S...

【技术特征摘要】

1.一种量子点雪崩光电二极管制备方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:

2.如权利要求1所述的量子点雪崩光电二极管制备方法,其特征在于,所述步骤s1具体实现方式为:将半绝缘gaas衬底送入温度为500-650℃之间的mbe腔内进行高温脱氧处理,去除半绝缘gaas衬底表面的氧化层。

3.如权利要求2所述的量子点雪崩光电二极管制备方法,其特征在于,所述步骤s2具体实现方式为:控制mbe腔内温度在600-700℃之间,在去除表面氧化层的半绝缘gaas衬底上生长一层厚度为500nm的gaas n型接触层,gaas的生长速率为每秒钟0.1–1个gaas ml,掺入杂质为si,掺杂浓度在3×1018–1×1019 cm-3之间。

4.如权利要求3所述的量子点雪崩光电二极管制备方法,其特征在于, 所述步骤s3具体实现方式为:控制mbe腔内温度在500-650℃之间,在gaas n型接触层上生长一层厚度为100-200nm的低掺杂gaas n型缓冲层,gaas的生长速率为每秒钟0.1–1个gaas ml,掺入杂质为si,掺杂浓度在1×1018–3×1018 cm-3之间。

5.如权利要求4所述的量子点雪崩光电二极管制备方法,其特征在于,所述步骤s4具体实现方式为:

6.如权利要求5所述的量子点雪崩...

【专利技术属性】
技术研发人员:杨骏捷潘淑洁付慧清曾冬妮
申请(专利权)人:湖南汇思光电科技有限公司
类型:发明
国别省市:

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1