[发明专利]吸收层变掺杂InGaAs雪崩光电二极管及制备方法

权利要求书

1.一种吸收层变掺杂InGaAs雪崩光电二极管，包括：N⁺InP衬底，其特征在于，在所述N⁺InP衬底上从下到上依次设置有N-InP缓冲层、多层不同掺杂浓度的N-In_(1-x)Ga_xAs吸收层、N-In_(1-x)Ga_xAs_yP_(1-y)渐变层、N-InP电荷层、本征掺杂的InP倍增层及P⁺-InP接触层；

其中，In_(1-x)Ga_xAs吸收层的掺杂浓度

从下到上依次为2×10¹⁷cm^-3、1×10¹⁷cm^-3、9×10¹⁶cm^-3，或，

从下到上依次为5×10¹⁷cm^-3、1×10¹⁷cm^-3、5×10¹⁶cm^-3，或，

从下到上依次为1×10¹⁸cm^-3、1×10¹⁷cm^-3、1×10¹⁶cm^-3，或，

从下到上依次为1×10¹⁹cm^-3、1×10¹⁷cm^-3、1×10¹⁵cm^-3；

随着吸收层浓度变化范围的增大，InGaAs雪崩光电二极管的击穿电压由33.8V提高至38.4V，贯穿电压由24.5V降低至22.8V，工作电压范围由9.3V拓宽至15.6V，拓宽了InGaAs雪崩光电二极管的工作范围，使得InGaAs雪崩光电二极管适合于低温条件工作。

2.一种用于权利要求1所述的吸收层变掺杂InGaAs雪崩光电二极管的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)利用金属有机物化学气相沉积在N型重掺杂的InP衬底上依次外延生长N-InP缓冲层、In_(1-x)Ga_xAs吸收层、N-In_(1-x)Ga_xAs_yP_(1-y)组分渐变层、N-InP电荷层、本征掺杂的InP倍增层以及P型重掺杂InP接触层；

(2)利用等离子体增强化学气相沉积技术淀积一层SiO₂作为反应离子刻蚀的掩膜；

(3)将光刻版上的图形通过涂胶、曝光、显影等工艺步骤转移到光刻胶上，然后以光刻胶为掩膜，向下刻蚀二氧化硅，最后去除光刻胶；

(4)以二氧化硅为掩膜，使用反应离子刻蚀技术对InGaAs外延结构进行刻蚀，刻蚀至N-InP缓冲层；

(5)利用电子束蒸发在N型掺杂的InP缓冲层上淀积Ti/Pt/Au金属叠层，在P型重掺杂的InP接触层淀积Pd/Zn/Pd/Au金属叠层，分别作为N型和P型电极，使用快速热退火技术使金属和半导体材料形成欧姆接触，降低接触势垒。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，

所述N-InP缓冲层1μm，掺杂浓度为1×10¹⁹cm^-3；

所述N-In_(1-x)Ga_xAs_yP_(1-y)组分渐变层0.05μm，掺杂浓度为1×10¹⁶cm^-3；

所述N-InP电荷层0.25μm，掺杂浓度为1×10¹⁷cm^-3；

所述本征掺杂InP倍增层0.5μm；

所述P型重掺杂InP接触层2.5μm，掺杂浓度为1×10¹⁹cm^-3。