[发明专利]高速光电探测器的外延结构

说明书

本公开提供了一种高速光电探测器的外延结构，所述高速光电探测器的外延结构包括：在半绝缘衬底上依次生长的缓冲层、下阴极接触层、刻蚀阻挡层、上阴极接触层、饱和漂移层、崖层、过冲漂移层、下过渡层、本征耗尽吸收层、重掺梯度非耗尽吸收层、上过渡层、扩散阻挡层和阳极接触层，所述本征耗尽吸收层和所述重掺梯度非耗尽吸收层均采用与InP材料晶格匹配度高、对1550nm波长光子吸收效率高的Insubgt;0.53/subgt;Gasubgt;0.47/subgt;As材料。

技术领域

本公开涉及通信光电子技术领域，更具体地，涉及一种高速光电探测器的外延结构。

背景技术

信息时代下，宽带通信的需求和用户数量的激增都促使着无线通信中载波频率的不断提高。载波频率从微波频段逐步拓展到毫米波频段，传统的电子学器件和手段已难以应对高频、大带宽信号的产生、传输和处理，而基于微波光子学的光载无线通信系统(RoF)可以有效克服上述限制。R_oF系统中，高频信号经调制器调制到载波上，通过光纤远距离传输到目标基站，经由光电转换器件转化为毫米波信号，辐射至目标终端。光电探测器作为系统核心器件之一，需具备高响应度的高速光电探测功能。

在实现本公开构思的过程中，发明人现有技术中至少存在如下问题：常见的高速光电探测器设计受限于光生载流子在吸收层中的扩散时间，不能满足高响应度的要求。

发明内容

有鉴于此，本公开的实施例提供了一种高速光电探测器的外延结构。

根据本公开的一个方面，提供了一种高速光电探测器的外延结构，包括在半绝缘衬底上依次生长的缓冲层、下阴极接触层、刻蚀阻挡层、上阴极接触层、饱和漂移层、崖层、过冲漂移层、下过渡层、本征耗尽吸收层、重掺梯度非耗尽吸收层、上过渡层、扩散阻挡层和阳极接触层，所述本征耗尽吸收层和所述重掺梯度非耗尽吸收层均采用与InP材料晶格匹配度高、对1550nm波长光子吸收效率高的In_0.53Ga_0.47As材料。

根据本公开的实施例，所述重掺梯度非耗尽吸收层包括多个子外延层，所述多个子外延层的掺杂浓度在外延生长方向上呈现阶梯状的单调变化。

根据本公开的实施例，所述多个子外延层的掺杂类型为p型掺杂。

根据本公开的实施例，所述多个子外延层的掺杂浓度为2×10¹⁷cm^-3至1×10¹⁹cm^-3。

根据本公开的实施例，所述重掺梯度非耗尽吸收层包括7个子外延层，所述7个子外延层的掺杂浓度在外延生长方向上依次为：2×10¹⁷cm^-3、5×10¹⁷cm^-3、1×10¹⁸cm^-3、2×10¹⁸cm^-3、5×10¹⁸cm^-3、7×10¹⁸cm^-3和1×10¹⁹cm^-3。

根据本公开的实施例，所述重掺梯度非耗尽吸收层的厚度为200nm～350nm。

根据本公开的实施例，所述重掺梯度非耗尽吸收层的厚度为350nm。

根据本公开的实施例，所述本征耗尽吸收层的厚度为100nm～150nm。

根据本公开的实施例，所述本征耗尽吸收层的厚度为150nm。

根据本公开的实施例，所述本征耗尽吸收层的掺杂类型为n型，掺杂浓度为1×10¹⁶cm^-3～2×10¹⁶cm^-3。