[发明专利]吸收层变掺杂InGaAs雪崩光电二极管及制备方法

摘要

本发明公开了一种吸收层变掺杂InGaAs雪崩光电二极管及制备方法，结构包括：N⁺InP衬底，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。方法包括：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上述层；利用等离子体增强化学气相沉积技术、以光刻胶为掩膜，向下刻蚀二氧化硅，最后去除光刻胶；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；利用电子束蒸发并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。

主权项

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。