[发明专利]雪崩光电二极管

说明书

技术领域

本发明涉及电子器件领域，特别涉及一种雪崩光电二极管。

背景技术

随着通信技术的发展，光纤通信技术以其传输频点宽、抗干扰性高和信号衰减小的优势成为信息传输的主要方式。而雪崩光电二极管是光纤通信技术中重要的光电信号转换器件，雪崩光电二极管的噪声性能对于信号的灵敏度至关重要。因此，如何降低雪崩光电二极管的噪声性成为一个重要问题。

现有技术中，更换雪崩光电二极管的倍增区材料来降低过剩噪声因子，更换后的倍增区材料的空穴离化率与电子离化率比值K更低。如对于SiGe(硅锗)雪崩光电二极管，倍增层材料采用Si材料代替Ge材料时，可以减小空穴离化率与电子离化率的比值K，从而降低过剩噪声因子，达到降低噪声的目的。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

现有技术中，通过更换倍增区材料的方法降低雪崩光电二极管的噪声性，由于K值为材料固有的属性，因此，更换材料后的倍增区的K值受到材料的制约，不能进一步减小过剩噪声因子和噪声。

技术问题

为了解决进一步降低过程噪声因子和噪声的问题，本发明实施例提供了一种雪崩光电二极管，旨在解决如何降低固有材料的噪声因子和噪声的技术问题。

技术解决方案

第一方面，所述雪崩光电二极管包括：P型接触层、光吸收层、组分渐变对称倍增层和N型接触层，

其中，所述P型接触层与所述光吸收层相连，所述光吸收层与所述组分渐变对称倍增层相连，所述组分渐变对称倍增层与所述N型接触层相连；

所述组分渐变对称倍增层，用于放大所述电信号，所述组分渐变对称倍增层呈中心对称结构，由多个渐变层组成。

在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述雪崩光电二极管的材料为SiGe材料。

结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第一种可能的实现方式中，所述雪崩光电二极管还包括：电荷层，

所述电荷层，用于调节各层的电场分布，所述电荷层的掺杂浓度大于等于10¹⁷/cm³，所述电荷层的厚度范围为50nm-200nm，所述电荷层位于所述光吸收层和所述对称渐变倍增层之间。

结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述P型接触层的掺杂浓度大于等于10¹⁹/cm³，所述P型接触层的厚度范围为100nm-200nm；

结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述光吸收层的厚度范围为200nm-2000nm。

结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，所述光吸收层为P掺杂光吸收层，所述P掺杂光吸收层的掺杂浓度大于等于10¹⁷/cm³；

或，

所述光吸收层为非掺杂光吸收层，所述非掺杂光吸收层的掺杂浓度小于等于10¹⁶/cm³。

在第一方面的第二种可能的实现方式，所述N型接触层的掺杂浓度大于等于10¹⁹/cm³，所述N型接触层与所述组分渐变对称倍增层相连。

在第一方面的第三种可能的实现方式，所述组分渐变对称倍增层的组分为晶格失配材料对称分布，所述对称分布是指随着所述渐变层在所述组分渐变对称倍增层的位置的变化，所述渐变层中第一晶体材料的含量从0递增到100％，再从100％递减到0。

在第一方面的第四种可能的实现方式，所述组分渐变对称倍增层中两端材料的禁带宽度小于所述渐变层的禁带宽度。

在第一方面的第五种可能的实现方式，所述组分渐变对称倍增层中各个渐变层的厚度小于等于所述各个渐变层的倍增载流子的离化率的倒数。

有益效果

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

本发明实施例提供的雪崩光电二极管包括：P型接触层、光吸收层、组分渐变对称倍增层和N型接触层，所述组分渐变对称倍增层，用于放大所述电信号，所述组分渐变对称倍增层呈中心对称结构，由多个渐变层组成。采用本发明实施例提供的技术方案，通过组分渐变对称倍增层抑制材料中某一载流子的离化，通过降低K值，从而进一步降低过剩噪声因子和噪声。

附图说明