[发明专利]高温低暗电流PIN光电探测器的外延结构及PIN光电探测器

权利要求书

1.一种高温低暗电流PIN光电探测器的外延结构，其特征在于，包括∶沿选定方向依次层叠设置的n型区、本征区、吸收区和p型区，其中，所述吸收区包括沿所述选定方向层叠设置在所述本征区和p型区之间的至少一n型吸收层。

2.根据权利要求1所述的外延结构，其特征在于：所述n型吸收层的掺杂浓度为1e16/cm³～5e16/cm³；

和/或，每一所述n型吸收层的厚度为2μm～4μm；和/或，所述n型吸收层的材质包括InGaAs。

3.根据权利要求1或2所述的外延结构，其特征在于：所述吸收区还包括至少一本征吸收层，至少一所述本征吸收层沿所述选定方向与所述n型吸收层层叠设置，所述本征吸收层的本征浓度为5e14/cm³～1e15/cm³；

优选的，所述本征吸收层层叠设置在所述n型吸收层与所述p型区或n型区之间，或者，所述n型吸收层与本征吸收层沿所述选定方向依次交替设置；

优选的，所述本征吸收层与所述n型吸收层的材质相同；

优选的，所述本征吸收层的材质包括InGaAs；

和/或，所述本征吸收层的厚度小于所述n型吸收层的厚度；

和/或，每一所述本征吸收层的厚度为0.5μm～2μm。

4.根据权利要求3所述的外延结构，其特征在于：所述吸收区还包括至少一p型吸收层，所述p型吸收层沿所述选定方向层叠设置在所述本征吸收层背对所述n型吸收层的一侧，所述p型吸收层的掺杂浓度为1e16/cm³～5e18/cm³；

优选的，所述p型吸收层的材质与所述n型吸收层的材质相同；

优选的，所述p型吸收层的材质包括InGaAs；

和/或，所述本征吸收层和p型吸收层的厚度均小于所述n型吸收层的厚度；

优选的，每一所述p型吸收层的厚度为0.3μm～0.5μm。

5.根据权利要求4所述的外延结构，其特征在于：在所述选定方向上，所述n型吸收层的掺杂浓度沿指向本征吸收层的方向梯度降低；

和/或，在所述选定方向上，所述p型吸收层的掺杂浓度沿远离本征吸收层的方向梯度升高。

6.根据权利要求1所述的外延结构，其特征在于：所述n型区包括沿所述选定方向依次层叠设置的n型衬底和n型缓冲层，所述本征区层叠设置在所述n型缓冲层上；

优选的，所述n型衬底和n型缓冲层的材质包括InP；

优选的，所述n型缓冲层的掺杂浓度为1e16/cm³～5e18/cm³，优选的，所述n型缓冲层的厚度为0.5μm～2μm。

7.根据权利要求1所述的外延结构，其特征在于：所述本征区包括多层能带渐变的本征过渡层，每一所述本征过渡层的厚度为0.04μm～0.12μm；优选的，所述本征过渡层的材质包括InGaAs。

8.根据权利要求1所述的外延结构，其特征在于：所述p型区包括沿所述选定方向依次层叠设置的p型帽层和p型接触层，所述p型帽层层叠设置在所述吸收区上；

优选的，所述p型帽层的材质包括InP；优选的，所述p型接触层的材质包括InGaAs。

9.一种高温低暗电流PIN光电探测器，其特征在于包括权利要求1-8中任一项所述的外延结构以及与所述外延结构相匹配的n电极和p电极，所述n电极与所述n型区电连接，所述p电极与所述p型区电连接。

10.根据权利要求9所述的高温低暗电流PIN光电探测器，其特征在于：所述外延结构内的有源区的径向尺寸大于90μm，所述高温低暗电流PIN光电探测器的暗电流小于2nA。