[发明专利]光电探测器及其制作方法

说明书

本发明公开了一种光电探测器及其制作方法，所述光电探测器包括：衬底；设置在所述衬底上的缓冲层；设置在所述缓冲层远离所述衬底一侧的波导层；设置在所述波导层远离所述缓冲层一侧的渐变光学匹配层；设置在所述渐变光学匹配层远离所述波导层一侧的吸收层和阴极；设置在所述吸收层远离所述渐变光学匹配层一侧的包层；设置在所述包层远离所述吸收层一侧的接触层；设置在所述接触层一侧的阳极；其中，所述渐变光学匹配层为单层薄膜，在第一方向上，所述渐变光学匹配层的折射率逐渐增大；所述第一方向由所述波导层指向所述吸收层。应用本发明提供的技术方案，可以实现提前聚焦，提高耦合效率，降低器件工艺难度，降低成本。

技术领域

本发明涉及光电探测技术领域，更具体的说，涉及一种光电探测器及其制作方法。

背景技术

光电探测器是半导体光电子器件领域的关键器件之一，近年来被广泛应用于光通信、光学传感、光学成像、自动驾驶等领域。尤其在光学传感、远距离成像等应用领域中，不仅要求光电探测器具有高的响应度、高的速率，而且要求器件具有宽的光谱范围。

对于PIN型光电探测器，为了使光从波导耦合到吸收层，倏逝波耦合的波导型PIN光电探测器通常采用折射率介于InP和In_0.53Ga_0.47As折射率的四元InGaAsP材料作为光学匹配层，现有技术中有采用一层光学匹配层和两种光学匹配层的，聚焦效果差，器件工艺复杂，且成本较高。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种光电探测器及其制作方法，可以实现提前聚焦，提高耦合效率，降低器件工艺难度，降低成本。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种光电探测器，所述光电探测器包括：

衬底；

设置在所述衬底上的缓冲层；

设置在所述缓冲层远离所述衬底一侧的波导层；

设置在所述波导层远离所述缓冲层一侧的渐变光学匹配层；

设置在所述渐变光学匹配层远离所述波导层一侧的吸收层和阴极；

设置在所述吸收层远离所述渐变光学匹配层一侧的包层；

设置在所述包层远离所述吸收层一侧的接触层；

设置在所述接触层一侧的阳极；

其中，所述渐变光学匹配层为单层薄膜，在第一方向上，所述渐变光学匹配层的折射率逐渐增大；所述第一方向由所述波导层指向所述吸收层。

优选的，在上述的光电探测器中，所述渐变光学匹配层的折射率变化满足平方律分布，在所述第一方向上，所述渐变光学匹配层的折射率n(Y)满足：

或，所述渐变光学匹配层的折射率变化满足高斯渐变分布，在所述第一方向上，所述渐变光学匹配层的折射率n(Y)满足：

其中，A为平方律分布中的常数，σ为高斯渐变分布中的常数；Y为所述第一方向上的位置参数，n₀为所述渐变光学匹配层与所述吸收层的交界面位置的折射率，为其最大折射率。

优选的，在上述的光电探测器中，所述渐变光学匹配层满足平方律分布，且属于离散型渐变，折射率范围是n₁至n₂，n₁为所述渐变光学匹配层与所述波导层的交界面的折射率，为其最小折射率；n₂＝n₀；

在所述第一方向上，满足平方律分布的依次排布的N个不同位置中，任意一个位置的折射率n_i满足：