[发明专利]一种雪崩光电二极管及其制备方法

权利要求书

1.一种雪崩光电二极管，其特征在于：所述的雪崩光电二极管包括：

-衬底(20)；

-缓冲层(21)，所述的缓冲层(21)布置在所述的衬底(20)上；

-光吸收层(22)，所述的光吸收层(22)布置在所述的缓冲层(21)上,所述的光吸收层(22)为非故意掺杂的本征材料；

-过渡层(23)，所述的过渡层(23)布置在所述的光吸收层(22)上；

-渐变层(24)，所述的渐变层(24)布置在所述的过渡层(23)上；

-电荷层(25)，所述的电荷层(25)布置在所述的渐变层(24)上,所述的电荷层(25)为重掺杂层；

-覆盖层(26)，所述的覆盖层(26)布置在所述的电荷层(25)上，其中，所述的覆盖层(26)包括P型中心有源区(27)和补偿掺杂区(28)，

所述的P型中心有源区(27)是向所述的覆盖层(26)中心区域掺入P型杂质而形成，所述的P型中心有源区(27)为P型重掺杂区；

所述的补偿掺杂区(28)是向所述的P型中心有源区(27)的外围环形区域内掺入N型杂质而形成；

-介质掩膜层(29)，所述的介质掩膜层(29)经由淀积方式布置在所述的覆盖层(26)上，并经由光刻布置电极孔；

-正面电极层(30)，所述的正面电极层(30)布置在所述的介质掩膜层(29)上，并通过所述的介质掩膜层(29)的所述电极孔与所述的覆盖层(26)相接触，实现电连接；

-背面电极层(31)，所述的背面电极层(31)布置在所述的衬底(20)背面；

所述的衬底(20)为重掺杂层，所述的补偿掺杂区(28)为掺入一定量的N型杂质的P型材料。

2.根据权利要求1所述的雪崩光电二极管，其特征在于，所述的衬底(20)和所述的缓冲层(21)均为N型InP材料；所述的过渡层(23)为N型InGaAs材料；所述的渐变层(24)为N型InGaAsP多层带隙渐变结构；所述的电荷层(25)和所述的覆盖层(26)均为N型InP材料；所述的P型中心有源区(27)与所述的电荷层(25)之间的区域为高电场的雪崩倍增区(32)；所述的介质掩膜层(29)为SiO₂或SiN_x材料，所述的P型中心有源区(27)上方有刻蚀出的环形的所述的电极孔；所述的正面电极层(30)通过所述的电极孔与所述的P型中心有源区(27)相接触，且中央区域为透光的窗口区。

3.根据权利要求1所述的雪崩光电二极管，其特征在于：所述的P型中心有源区(27)和所述的补偿掺杂区(28)均采用热扩散或离子注入的方式实现掺杂。

4.根据权利要求1所述的雪崩光电二极管，其特征在于：所述的背面电极层(31)布置在减薄之后的所述的衬底(20)的背面。

5.一种制备根据权利要求1-4中任一项所述的雪崩光电二极管的方法，其步骤包括：

在第一步骤(S1)中：在所述的衬底(20)上利用外延生长设备依次生成所述的缓冲层(21)、所述的光吸收层(22)、所述的过渡层(23)、所述的渐变层(24)、所述的电荷层(25)和所述的覆盖层(26)；

在第二步骤(S2)中：利用光刻、刻蚀或者掺杂工艺，向所述的覆盖层(26)中心区域掺入P型杂质，形成所述的P型中心有源区(27)；

在第三步骤(S3)中：利用光刻、刻蚀或者掺杂工艺，向所述的P型中心有源区(27)的外围环形区域内掺入N型杂质，形成所述的补偿掺杂区(28)；

在第四步骤(S4)中：采用淀积方式在所述的覆盖层(26)上制作所述的介质掩膜层(29)，并利用光刻或者刻蚀工艺，制作所述的电极孔；

在第五步骤(S5)中：制作所述的正面电极层(30)，通过所述的电极孔与所述的P型中心有源区(27)形成欧姆接触，并利用光刻或者刻蚀工艺，制作出透光的窗口区；

在第六步骤(S6)中：将所述的衬底(20)减薄后，在所述的衬底(20)背面制作所述的背面电极层(31)；

在第七步骤(S7)中：对所述的雪崩光电二极管管芯进行分割解理，然后封装。