一种光电探测器及其制备方法技术

本发明专利技术所述的一种光电探测器，包括层叠设置的半绝缘InP衬底、InP缓冲层、InGaAs光敏层、InP帽层和钝化层；钝化层中开设有暴露InP帽层部分区域的通孔，沿通孔内侧壁形成环形第二电极，第二电极的部分区域延伸至钝化层的上部，形成搭接区；搭接区上部直接设置有电极引线；沿通孔靠近接触区的一侧的任一切线方向，形成有贯通InP缓冲层、InGaAs光敏层以及InP帽层的沟道，并沿InP衬底的平行面方向，将三者分割为两部分；这就使得电极引线无法与其垂直下方的各半导体层形成电容结构，或者即使形成的电容结构也不能连接到光电探测器电路中，有效减少了电极引线形成的寄生电容，提高了光电探测器的响应速度。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术所述的一种光电探测器，包括层叠设置的半绝缘InP衬底、InP缓冲层、InGaAs光敏层、InP帽层和钝化层；钝化层中开设有暴露InP帽层部分区域的通孔，沿通孔内侧壁形成环形第二电极，第二电极的部分区域延伸至钝化层的上部，形成搭接区；搭接区上部直接设置有电极引线；沿通孔靠近接触区的一侧的任一切线方向，形成有贯通InP缓冲层、InGaAs光敏层以及InP帽层的沟道，并沿InP衬底的平行面方向，将三者分割为两部分；这就使得电极引线无法与其垂直下方的各半导体层形成电容结构，或者即使形成的电容结构也不能连接到光电探测器电路中，有效减少了电极引线形成的寄生电容，提高了光电探测器的响应速度。【专利说明】
本专利技术涉及半导体
，具体涉及一种铟镓砷光电探测器及其制备方法。
技术介绍
光电探测器是将光信号转换为电信号的半导体器件，用于光纤通讯、计算机网络、 有线电视网络和各种光电控制、光电探测的系统中。其中，PIN光电探测器适应在低压下工 作，响应度高、信噪比好、使用方便，是国内外光通讯中最常用的光电探测器。 通常，PIN型光电探测器通常采用铟镓砷材料，现有技术中PIN型铟镓砷光电探测 器的机构如图1所示，包括半绝缘InP衬底1，在InP衬底1上层叠生长的InP缓冲层2、 InGaAs光敏层3、InP帽层4,形成n-i-p结构；以及直接形成在InP缓冲层2上的第一电极 5,直接形成在InP帽层4的环形第二电极6,以及搭接在第二电极6上的电极引线7 ;所述 第二电极6形成的环形区域为光敏区。所述光电探测器工作时，InP缓冲层2与InP帽层 4中产生载流子，形成的结电容严重影响所述光电探测器的响应速度。为此，现有技术通常 先在InP帽层4上直接形成覆盖InP帽层4的钝化层8,再在钝化层8中开设贯通的孔道形 成环状的第二电极6,以减少光敏区面积，从而减少结电容对所述光电器件的影响。 如图1所示，为了保证第二电极6与电极引线7连接的可靠性，通常会将第二电极 6的部分区域延伸至钝化层8的上部，以增大第二电极6与电极引线7的接触面积。然而， 由于在垂直方向上，搭接区的电极引线7与各层半导体材料重叠区域较大，且在电极引线7 与各层半导体材料之间还夹设有钝化层8,形成电容结构，产生量级较高的寄生电容，严重 制约了所述光电探测器的响应速度。
技术实现思路
为此，本专利技术所要解决的是现有PIN型铟镓砷光电探测器寄生电容较大，影响所 述光电探测器响应速度的问题，从而提供一种寄生电容小的高速铟镓砷光电探测器及其制 备方法。 为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案如下： 本专利技术所述的一种光电探测器，包括层叠设置的半绝缘InP衬底和InP缓冲层，所 述InP缓冲层上直接形成有不相连的第一电极和InGaAs光敏层，所述InGaAs光敏层上层 叠设置有InP帽层和钝化层，所述InP帽层面积小于或等于所述InGaAs光敏层的面积；所 述钝化层中开设有暴露所述InP帽层部分区域的通孔，沿所述通孔内侧壁形成环形第二电 极，所述第二电极的部分区域延伸至所述钝化层的上部，形成搭接区；所述搭接区上部直接 设置有电极引线； 沿所述通孔靠近所述接触区的一侧的任一切线方向，形成有贯通所述InP缓冲 层、所述InGaAs光敏层以及所述InP帽层的沟道，沿所述InP衬底的平行面方向，所述沟道 将层叠设置的所述InP缓冲层、所述InGaAs光敏层以及所述InP帽层分割为两部分。 优选地，所述沟道中填充有钝化材料。 优选地，所述第二电极为透光电极。 所述钝化层覆盖所述InGaAs光敏层与所述InP帽层的侧壁。 所述InP帽层上还直接设置有至少覆盖所述第二电极中央区域的减反层，用于减 少所述InP帽层的反射光线。 本专利技术所述的光电探测器的制备方法，包括如下步骤： S1、在半绝缘InP衬底上依次外延生长InP缓冲层、InGaAs光敏层和InP帽层； S2、对InGaAs光敏层和InP帽层图案化，形成暴露InP缓冲层部分区域的台面，再 在InP帽层上直接形成覆盖InP帽层的钝化层； S3、在钝化层上形成暴露InP帽层部分区域的通孔，在通孔的内侧壁形成环状的 第二电极，第二电极的部分区域延伸覆盖至钝化层上部，形成接触区；在台面上直接形成远 离InGaAs光敏层和InP帽层的第一电极； S4、沿通孔靠近接触区的一侧的任一切线方向，形成贯通InP缓冲层、InGaAs光敏 层以及InP帽层的沟道，沿InP衬底的平行面方向，沟道将层叠设置的InP缓冲层、InGaAs 光敏层以及InP帽层分割为两部分； S5、在接触区上直接形成电极引线。 优选地，步骤S4中，还包括在所述沟道中填充钝化材料的步骤。 优选地，步骤S3中，所述第二电极为透光电极。 步骤S2中，所述钝化层还覆盖所述InGaAs光敏层和所述InP帽层的侧壁。 步骤S5之后还包括直接在所述InP帽层上形成至少覆盖所述第二电极中央区域 的减反层的步骤。 本专利技术的上述技术方案相比现有技术具有以下优点： 1、本专利技术所述的一种光电探测器，包括层叠设置的半绝缘InP衬底、InP缓冲层、 InGaAs光敏层、InP帽层和钝化层；所述钝化层中开设有暴露所述InP帽层部分区域的通 孔，沿所述通孔内侧壁形成环形第二电极，所述第二电极的部分区域延伸至所述钝化层的 上部，形成搭接区；所述搭接区上部直接设置有电极引线；沿所述通孔靠近所述接触区的 一侧的任一切线方向，形成有贯通所述InP缓冲层、所述InGaAs光敏层以及所述InP帽层 的沟道，并沿所述InP衬底的平行面方向，将三者分割为两部分；这就使得所述电极引线无 法与其垂直下方的各半导体层形成电容结构，或者即使形成的电容结构也不能连接到所述 光电探测器电路中，有效减少了所述电极引线形成的寄生电容，提高了所述光电探测器的 响应速度。 2、本专利技术所述的一种光电探测器的制备方法，工艺简单，制备成本低，易实现大规 模工业生产。 【专利附图】【附图说明】 为了使本专利技术的内容更容易被清楚的理解，下面根据本专利技术的具体实施例并结合 附图，对本专利技术作进一步详细的说明，其中 图1是现有技术中PIN型铟镓砷光电探测器结构示意图； 图2a?2e是本专利技术所述的光电探测器在制备过程中的结构示意图； 图中附图标记表示为：l_InP衬底、2-InP缓冲层、3-InGaAs光敏层、4-InP帽层、 5-第一电极、6-第二电极、7-电极引线、8-钝化层。 【具体实施方式】 为了使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术的实 施方式作进一步地详细描述。 本专利技术可以以许多不同的形式实施，而不应该被理解为限于在此阐述的实施例。 相反，提供这些实施例，使得本公开将是彻底和完整的，并且将把本专利技术的构思充分传达给 本领域技术人员，本专利技术将仅由权利要求来限定。在附图中，为了清晰起见，会夸大层和区 域的尺寸和相对尺寸。应当理解的是，当元件例如层、区域或基板被称作"形成在"或"设置 在"另一元件"上"时，该元件可以直接设置在所述另一元件上，或者也可以存本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光电探测器，包括层叠设置的半绝缘InP衬底(1)和InP缓冲层(2)，所述InP缓冲层(2)上直接形成有不相连的第一电极(5)和InGaAs光敏层(3)，所述InGaAs光敏层(3)上层叠设置有InP帽层(4)和钝化层(8)，所述InP帽层(4)面积小于或等于所述InGaAs光敏层(3)的面积；所述钝化层(8)中开设有暴露所述InP帽层(4)部分区域的通孔，沿所述通孔内侧壁形成环形第二电极(6)，所述第二电极(6)的部分区域延伸至所述钝化层(8)的上部，形成搭接区；所述搭接区上部直接设置有电极引线(7)；其特征在于，沿所述通孔靠近所述接触区的一侧的任一切线方向，形成有贯通所述InP缓冲层(2)、所述InGaAs光敏层(3)以及所述InP帽层(4)的沟道，沿所述InP衬底(1)的平行面方向，所述沟道将层叠设置的所述InP缓冲层(2)、所述InGaAs光敏层(3)以及所述InP帽层(4)分割为两部分。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：胡双元，朱忻，帕勒布巴特查亚，和田修，
申请(专利权)人：苏州矩阵光电有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32