【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于半导体器件制造，具体涉及一种探测器芯片结构及其制备方法。
技术介绍
1、光通信作为最为重要的信息通信基础设施之一，随着云计算、大数据等新技术商用，数据中心流量和带宽成指数级增长，大型及超大型数据中心的建设逐渐增多，数据中心市场对于带宽的要求也在不断提高，由此带动400g甚至800g/1.6t更高速率光通信产品开发需求不断增长。高速探测器作为高速光模块中的核心器件，其调制带宽和器件可靠性、稳定性均严格制约和影响高速光模块的进一步开发和使用。
2、inp/ingaas pin探测器的带宽主要与载流子渡越时间和rc常数(电阻和电容的乘积)有关，其中rc常数为主要影响因素。因此为了获得更高的带宽，行之有效的方法是降低器件有源区尺寸，降低吸收区的厚度，减少器件欧姆接触电阻等。但是吸收区厚度的降低，会导致器件响应度明显降低，因此通常采用缩小器件有源区尺寸的方案来提升探测器的带宽。但是，随着器件有源区尺寸的降低，器件的静电击穿电压也随之降低，这导致器件在进行模块组装的过程中，很容易发生静电击穿失效。
3、公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种探测器芯片结构及其制备方法，其能够在一定程度上提高探测器的耐静电击穿能力，且不会影响器件的带宽，甚至能在一定程度上提高器件的带宽。
2、为了实现上述
3、衬底，具有相对的第一表面和第二表面；
4、外延结构，形成于所述衬底的第一表面上，所述外延结构包括沿远离所述衬底方向依次设置的接触层，过渡层，吸收层，以及帽层；所述外延结构包括位于中部的台面结构以及环绕所述台面结构设置的环面结构，位于所述环面结构的帽层中形成有环形扩散区；
5、钝化层，形成于所述外延结构的表面，所述钝化层上于所述台面结构的表面形成暴露出所述帽层的第一窗口，于所述接触层的表面形成暴露出所述接触层的第二窗口，于所述环面结构的表面形成暴露出所述环形扩散区的第三窗口；
6、第一电极，形成于所述第一窗口内且电连接所述帽层；
7、第二电极，形成于所述第二窗口内且电连接所述接触层；
8、第三电极，形成于所述第三窗口内且电连接所述环形扩散区。
9、在本专利技术的一个或多个实施例中，位于所述台面结构的帽层中形成有第一扩散区，所述第一窗口暴露出所述第一扩散区，所述第一电极形成于所述第一扩散区表面。
10、在本专利技术的一个或多个实施例中，位于所述台面结构的帽层中形成有第二扩散区，所述第二扩散区延伸至所述第一扩散区的下方，且位于所述第一扩散区的覆盖范围内。
11、在本专利技术的一个或多个实施例中，所述第一扩散区的尺寸为10μm～16μm。
12、在本专利技术的一个或多个实施例中，所述第一扩散区和所述第二扩散区的深度之和不超过0.5μm。
13、在本专利技术的一个或多个实施例中，所述台面结构与所述环面结构之间形成有暴露出所述接触层的沟槽。
14、在本专利技术的一个或多个实施例中，所述沟槽内填充有聚亚酰胺材料。
15、在本专利技术的一个或多个实施例中，所述衬底的第二表面被划分为光敏区和非光敏区，所述光敏区对应所述台面结构设置，所述衬底上于所述光敏区设置有增透膜，所述衬底上于所述非光敏区设置有增反膜。
16、在本专利技术的一个或多个实施例中，所述衬底的材料包括inp。
17、在本专利技术的一个或多个实施例中，所述接触层的材料包括inp，所述接触层的厚度为0.5μm～2μm，所述接触层为掺杂层，掺杂浓度为5e18 cm3～1e19/cm3。
18、在本专利技术的一个或多个实施例中，所述过渡层包括能带渐变的多层ingaasp层，每层所述ingaasp层的厚度0.02μm～0.04μm。
19、在本专利技术的一个或多个实施例中，所述吸收层的材料包括ingaas，所述吸收层的厚度为0.3μm～0.5μm，所述吸收层为掺杂层，掺杂浓度5e14 cm3～1e15/cm3。
20、在本专利技术的一个或多个实施例中，所述帽层的材料包括inp，所述帽层的厚度为0.5μm～1μm，所述帽层为非掺杂层或轻掺杂层，当所述帽层为轻掺杂层时，掺杂浓度为1e15/cm3-5e16/cm3。
21、在本专利技术的一个或多个实施例中，所述环形扩散区的深度不超过所述帽层的厚度。
22、在本专利技术的一个或多个实施例中，所述环形扩散区的深度为0.2μm～0.5μm，所述环形扩散区的宽度为2μm～5μm。
23、本专利技术一具体实施例还提供了一种探测器芯片的制备方法，包括：
24、提供衬底，所述衬底具有相对设置的第一表面和第二表面；
25、在所述衬底的第一表面生长外延结构，所述外延结构包括依次生长的接触层，过渡层，吸收层，以及帽层；
26、在所述外延结构的帽层外围进行环形扩散，形成环形扩散区；
27、在所述外延结构的帽层中部进行扩散，形成第一扩散区；
28、刻蚀所述外延结构至暴露所述接触层，以形成位于中部的台面结构、位于外围的环面结构，所述第一扩散区位于所述台面结构内，所述环形扩散区位于所述环面结构内；
29、在所述外延结构表面形成钝化层；
30、刻蚀所述钝化层以暴露出部分所述接触层，暴露出位于所述台面结构表面的部分第一扩散区，以及暴露出位于所述环面结构表面的部分环形扩散区；
31、形成电连接所述第一扩散区的第一电极，电连接所述接触层的第二电极，以及电连接所述环形扩散区的第三电极。
32、在本专利技术的一个或多个实施例中，在所述外延结构的帽层中部进行扩散，形成第一扩散区的步骤之后，还包括：
33、在所述外延结构的帽层中部进行二次扩散，形成第二扩散区，所述第二扩散区延伸至所述第一扩散区的下方，且位于所述第一扩散区的覆盖范围内。
34、在本专利技术的一个或多个实施例中，刻蚀所述外延结构至暴露所述接触层，以形成位于中部的台面结构、位于外围的环面结构的步骤中，还通过刻蚀形成位于台面结构和环面结构之间的沟槽。
35、在本专利技术的一个或多个实施例中，在所述外延结构表面形成钝化层的步骤之后，还包括：
36、在所述沟槽内填充聚亚酰胺材料。
37、在本专利技术的一个或多个实施例中，所述制备方法还包括：
38、减薄所述衬底；
39、在所述衬底的第二表面上对应台面结构的区域形成增透膜，在所述衬底的第二表面的其他区域形成增反膜。
40、在本专利技术的一个或多个实施例中，通过扩散工艺，在所述外延结构的帽层中部形成尺寸为10μm～16μm的第一扩散区。
41、在本专利技术的一个或多个实本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种探测器芯片结构，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的探测器芯片结构，其特征在于，位于所述台面结构的帽层中形成有第一扩散区，所述第一窗口暴露出所述第一扩散区，所述第一电极形成于所述第一扩散区表面。
3.根据权利要求2所述的探测器芯片结构，其特征在于，位于所述台面结构的帽层中形成有第二扩散区，所述第二扩散区延伸至所述第一扩散区的下方，且位于所述第一扩散区的覆盖范围内。
4.根据权利要求3所述的探测器芯片结构，其特征在于，所述第一扩散区的尺寸为10μm～16μm；和/或，
5.根据权利要求1所述的探测器芯片结构，其特征在于，所述台面结构与所述环面结构之间形成有暴露出所述接触层的沟槽。
6.根据权利要求5所述的探测器芯片结构，其特征在于，所述沟槽内填充有聚亚酰胺材料。
7.根据权利要求1所述的探测器芯片结构，其特征在于，所述衬底的第二表面被划分为光敏区和非光敏区，所述光敏区对应所述台面结构设置，所述衬底上于所述光敏区设置有增透膜，所述衬底上于所述非光敏区设置有增反膜；和/或，
8.一种探测
9.根据权利要求8所述的探测器芯片的制备方法，其特征在于，在所述外延结构的帽层中部进行扩散，形成第一扩散区的步骤之后，还包括：
10.根据权利要求8所述的探测器芯片的制备方法，其特征在于，还包括：
11.根据权利要求8所述的探测器芯片的制备方法，其特征在于，通过扩散工艺，在所述外延结构的帽层中部形成尺寸为10μm～16μm的第一扩散区；和/或，
...【技术特征摘要】
1.一种探测器芯片结构，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的探测器芯片结构，其特征在于，位于所述台面结构的帽层中形成有第一扩散区，所述第一窗口暴露出所述第一扩散区，所述第一电极形成于所述第一扩散区表面。
3.根据权利要求2所述的探测器芯片结构，其特征在于，位于所述台面结构的帽层中形成有第二扩散区，所述第二扩散区延伸至所述第一扩散区的下方，且位于所述第一扩散区的覆盖范围内。
4.根据权利要求3所述的探测器芯片结构，其特征在于，所述第一扩散区的尺寸为10μm～16μm；和/或，
5.根据权利要求1所述的探测器芯片结构，其特征在于，所述台面结构与所述环面结构之间形成有暴露出所述接触层的沟槽。
6.根据权利要求5所述的探测器芯片结构，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：何婷婷，谷飞，张煜俊，
申请(专利权)人：苏州苏纳光电有限公司，
类型：发明
国别省市：
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