[发明专利]光接收元件、光学传感器装置以及用于制造光接收元件的方法

权利要求书

1.一种光电二极管，所述光电二极管形成在III-V族化合物半导体衬底上，并且包括像素，所述光电二极管包括：

吸收层，所述吸收层位于所述衬底上，并且具有II型多量子阱（MQW）结构，其中

所述MQW结构包括五十对以上的两个不同类型的III-V族化合物半导体层，并且

所述两个不同类型的III-V族化合物半导体层中与另一个层相比具有较高的价带势能的层的厚度比所述另一个层的厚度薄。

2.根据权利要求1所述的光电二极管，其中，所述具有较高的价带势能的层的厚度比所述另一个层的厚度薄1nm或更多。

3.根据权利要求1或2所述的光电二极管，进一步包括：

帽层，所述帽层位于所述吸收层上，其中

所述像素的位于所述帽层中的区域具有p型导电性，并且所述衬底的后表面为光入射表面。

4.根据权利要求1或2所述的光电二极管，进一步包括：

帽层，所述帽层位于所述吸收层上，其中

所述像素的位于所述帽层中的区域具有n型导电性，且光入射在所述帽层上。

5.根据权利要求1至4中任何一项所述的光电二极管，其中，所述衬底为InP衬底。

6.根据权利要求1至5中任何一项所述的光电二极管，其中，所述具有较高的价带势能的层包括Ga、As和Sb。

7.根据权利要求1至6中任何一项所述的光电二极管，其中，所述MQW结构是由In_xGa_1-xAs（0.38≤x≤0.68）和GaAs_ySb_1-y（0.36≤y≤0.62）的对构成的II型MQW结构。

8.根据权利要求1至7中任何一项所述的光电二极管，其中，所述光电二极管对具有1500nm的波长的光的响应度为0.5A/W或更大。

9.根据权利要求3至8中任何一项所述的光电二极管，其中，在所述MQW结构的上表面与所述帽层的底表面之间不存在再生长界面。

10.一种光学传感器装置，所述光学传感器装置采用根据权利要求1至9中任何一项所述的光电二极管。

11.一种制造光电二极管的方法，所述光电二极管形成在III-V族化合物半导体衬底上，并且包括像素，所述方法包括：

在所述衬底上生长II型多量子阱（MQW）结构的吸收层的步骤，其中

在所述II型MQW结构中，第一III-V族化合物半导体层和第二III-V族化合物半导体层是成对的，并且所述第一层的价带势能比所述第二层的价带势能高，并且

在所述MQW生长步骤中，使所述第一层的厚度比所述第二层的厚度薄，并且沉积五十对以上的所述第一和第二层。

12.根据权利要求11所述的制造光电二极管的方法，其中，所述第一层的厚度比所述第二层的厚度薄1nm或更多。

13.根据权利要求11或12所述的制造光电二极管的方法，进一步包括：

在所述吸收层上生长帽层的步骤，其中

所述像素的位于所述帽层中的区域具有p型导电性，并且所述衬底的后表面为光入射表面。

14.根据权利要求11或12所述的制造光电二极管的方法，进一步包括：

在所述吸收层上生长帽层的步骤，其中

所述像素的位于所述帽层中的区域具有n型导电性，且光入射在所述帽层上。

15.根据权利要求11至14中任何一项所述的制造光电二极管的方法，其中，所述衬底为InP衬底。

16.根据权利要求11至15中任何一项所述的制造光电二极管的方法，其中，所述第一层中包括Ga、As和Sb。

17.根据权利要求11至16中任何一项所述的制造光电二极管的方法，其中，所述MQW结构是由In_xGa_1-xAs（0.38≤x≤0.68）和GaAs_ySb_1-y（0.36≤y≤0.62）的对构成的II型MQW结构。

18.根据权利要求11至17中任何一项所述的制造光电二极管的方法，进一步包括：

在所述MQW生长步骤之后形成包括III-V族化合物半导体的层的步骤，其中

从所述MQW结构的生长开始到所述包括III-V族化合物半导体的层的生长结束，通过全金属有机源MOVPE在生长腔室中执行生长，使得在所述MQW生长步骤与形成所述包括III-V族化合物半导体的层的步骤之间不包括形成再生长界面的步骤。