[发明专利]光接收器元件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及光电检测器，以及制造该光电检测器的方法。具体而言，本发明涉及：一种光电检测器，其中的吸收层包含II型多量子阱（下文中简称为“MQW”）结构，其具有灵敏度在近红外的长波长区域；以及一种制造光电检测器的方法。

背景技术

由于在InP衬底上生长的III-V族化合物半导体具有对应于近红外区域的带隙能量，已经研究和开发了采用III-V族化合物半导体的用于通信、分析、夜间摄影等的光电检测器。

非专利文献1公开了在InP衬底上包括InGaAs/GaAsSb Ⅱ型多量子阱（MQW）吸收层的光电检测器的样品。该光电检测器具有2.39μm的截止波长。示出了波长从1.7μm到2.7μm的谱灵敏度特性。

同时，非专利文献2公开了在InP衬底上包括InGaAs/GaAsSb II型多量子阱（MQW）光电检测器的波长从1μm到3μm（温度为：200K、250K、295K）的光谱灵敏度。在该光电检测器中，InGaAs和GaAsSb中的每个具有5nm的厚度，并且堆叠有150个InGaAs和GaAsSb的配对。光电检测器具有2.3μm的截止频率。

引用列表

非专利文献

[非专利文献1]R.Sidhu等人的“A Long-Wavelength Photodiode on InP Using Lattice-Matched GaInAs-GaAsSb Type-II Quantum Wells（使用晶格匹配的GaInAs-GaAsSb II型量子阱的InP上的长波长光电检测器）”，IEEE Photonics Technology Letters，第17卷，No.12（2005），2715至2717页

[非专利文献2]R.Sidhu等人的“A2.3μm cutoff wavelength Photodiode on InP using lattice-matched GaInAs-GaAsSb type II quantum wells（使用晶格匹配的GaInAs-GaAsSb II型量子阱的InP上的2.3μm截止波长光电检测器）”，2005International Conference on Indium Phosphide and Related Materials

发明内容

本发明待解决的问题：

在上述光电检测器中，通过使用InGaAs/GaAsSb II型MQW，吸收区向更长的波长移动。因此，II型跃迁引起注意，其中GaAsSb层的价带中的电子跃迁到InGaAs层的导带中。由于GaAsSb层的价带中的电子跃迁到InGaAs层的导带中，II型MQW中的II型跃迁可能发生在InGaAs/GaAsSb界面处。

与此同时，在InGaAs/GaAsSb II型MQW中，与II型跃迁并行地还发生I型跃迁。在I型跃迁中，在GaAsSb层和InGaAs层的价带中的电子跃迁到相应层的导带。在这种情况下，由于I型跃迁而要吸收的光的波长显著地小于由于II型跃迁而要吸收的最大波长。

由于上述光电检测器被假定用于气体分析等，也由于其他原因，对于光电检测器非常重要的是具有比预定值更高的灵敏度，特别是在不小于1.3μm的近红外区域的基本恒定的灵敏度。然而，在上述非专利文献中，虽然前者的光电检测器的灵敏度在从1.8μm到2.3μm的波长基本恒定，但是该灵敏度在的1.7μm的波长处急剧增加。在后者的光电检测器中，虽然灵敏度在长波长一侧是恒定的，但在1.5μm或更短波长处灵敏度急剧下降。必须避免灵敏度的这种变化。

换言之，灵敏度的波长依赖性必须在实际允许的范围之内被平坦化。

本发明的目标是提供：一种光电检测器，在该光电检测器中，在从包括1.3μm的短波长侧到长波长侧的近红外范围上，灵敏度的变化被抑制；以及制造该光电检测器的方法。

问题的解决方案

本发明提供了一种光电检测器，该光电检测器包括在III-V族半导体衬底上，包含第一化合物半导体和第二化合物半导体的重复结构的II型多量子阱（MQW）结构的吸收层，并且在包括1.3μm到2.0μm的波长的近红外区域中具有灵敏度。在1.3μm波长处的灵敏度与在2.0μm波长处的灵敏度的比率不小于0.5，但不大于1.6。