[发明专利]雪崩光电二极管及其制作方法

说明书

本发明公开了一种雪崩光电二极管，该雪崩光电二极管包括衬底以及形成在衬底上的外延部，外延部包括依序层叠在衬底上的倍增层、电荷层和吸收层；其中，电荷层与吸收层之间设有第一波导层，吸收层的背向电荷层的表面上设有第二波导层，第一波导层的折射率和第二波导层的折射率小于吸收层的折射率。本发明解决了现有的雪崩光电二极管的吸收层的厚度太大从而增加载流子渡越吸收层的时间，降低雪崩光电二极管的响应速度的问题。

技术领域

本发明涉及半导体光感器件技术领域，尤其涉及一种雪崩光电二极管及其制作方法。

背景技术

雪崩光电二极管是一种光敏元件。在雪崩光电二极管的PN结层中施加反向偏压的状态下，射入的光线被PN结层吸收后会形成光电流，此时加大反向偏压会产生光电流成倍地激增的“雪崩”现象。因此，雪崩光电二极管针对光信号具有着较大的敏感性。

现有的雪崩光电二极管普遍采用从顶部窗口接收光线的结构。这种结构的量子效率依赖于吸收层的厚度，也就是吸收层的厚度越大量子效率也就越高。但是，吸收层的厚度太大会增加载流子渡越吸收层的时间，从而降低了雪崩光电二极管的响应速度。

发明内容

鉴于现有技术存在的不足，本发明提供了如下的技术方案：

根据本发明的一方面提供了一种雪崩光电二极管，包括衬底以及形成在所述衬底上的外延部，所述外延部包括依序层叠在所述衬底上的倍增层、电荷层和吸收层；其中，所述电荷层与所述吸收层之间设有第一波导层，所述吸收层的背向所述电荷层的表面上设有第二波导层，所述第一波导层的折射率和所述第二波导层的折射率小于所述吸收层的折射率。

优选地，所述外延部还包括缓冲结构，所述缓冲结构夹设在所述衬底与所述倍增层之间；其中，所述缓冲结构包括第一缓冲层和第二缓冲层，所述第一缓冲层和所述第二缓冲层依序层叠在所述衬底的面向所述倍增层的表面上。

优选地，所述外延部还包括接触层，所述接触层设置于所述第二波导层上。

优选地，根据权利要求3所述的雪崩光电二极管，其特征在于，所述雪崩光电二极管还包括第一电极和第二电极，其中，所述第二缓冲层、所述倍增层、所述电荷层、所述第一波导层、所述吸收层、所述第二波导层和所述接触层在所述衬底上的正投影均位于所述第一缓冲层在所述衬底上的正投影内，所述第一电极设置于所述接触层上，所述第二电极设置于所述第一缓冲层面向所述第二缓冲层的表面上。

优选地，所述雪崩光电二极管还包括钝化膜，所述钝化膜设置于所述外延部的周围，所述钝化膜由聚酰亚胺材料制成。

根据本发明的另一方面提供了一种雪崩光电二极管的制作方法，该制作方法包括：

在衬底上依序形成倍增层、电荷层、第一波导层、吸收层和第二波导层；

其中，所述第一波导层的折射率和所述第二波导层的折射率小于所述吸收层的折射率。

优选地，在形成所述倍增层之前，所述制作方法还包括：在所述衬底上形成缓冲结构；

其中，所述倍增层在所述缓冲结构形成之后，并且形成在所述缓冲结构上。

优选地，在所述衬底上形成缓冲结构的方法包括：

在所述衬底上形成第一缓冲层；

在所述第一缓冲层上形成第二缓冲层，以形成所述缓冲结构。

优选地，所述制作方法还包括：

在所述第二波导层上形成接触层；

在所述接触层上形成第一电极；

在所述第一缓冲层面向所述第二缓冲层的表面上形成第二电极。

优选地，所述制作方法还包括：