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专利号: 2016109769916
申请人: 重庆文理学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 基本电气元件
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种雪崩光电二极管,其特征在于:所述的雪崩光电二极管包括:

-衬底(20);

-缓冲层(21),所述的缓冲层(21)布置在所述的衬底(20)上;

-光吸收层(22),所述的光吸收层(22)布置在所述的缓冲层(21)上;

-过渡层(23),所述的过渡层(23)布置在所述的光吸收层(22)上;

-渐变层(24),所述的渐变层(24)布置在所述的过渡层(23)上:-电荷层(25),所述的电荷层(25)布置在所述的渐变层(24)上;

-覆盖层(26),所述的覆盖层(26)布置在所述的电荷层(25)上,其中,所述的覆盖层(26)包括P型中心有源区(27)和补偿掺杂区(28),所述的P型中心有源区(27)是向所述的覆盖层(26)中心区域掺入P型杂质而形成;

所述的补偿掺杂区(28)是向所述的P型中心有源区(27)的外围环形区域内掺入N型杂质而形成;

-介质掩膜层(29),所述的介质掩膜层(29)经由淀积方式布置在所述的覆盖层(26)上,并经由光刻布置电极孔;

-正面电极层(30),所述的正面电极层(30)布置在所述的介质掩膜层(29)上,并通过所述的介质掩膜层(29)的所述电极孔与所述的覆盖层(26)相接触,实现电连接;

-背面电极层(31),所述的背面电极层(31)布置在所述的衬底(20)背面。

2.根据权利要求1所述的雪崩光电二极管,其特征在于,优选的,所述的衬底(20)和所述的缓冲层(21)均为N型InP材料;所述的光吸收层(22)和所述的过渡层(23)均为N型InGaAs材料;所述的渐变层(24)为N型InGaAsP多层带隙渐变结构;所述的电荷层(25)和所述的覆盖层(26)均为N型InP材料;所述的P型中心有源区(27)与所述的电荷层(25)之间的区域为高电场的雪崩倍增区(32);所述的介质掩膜层(29)为SiO2或SiNx材料,所述的P型中心有源区(27)上方有刻蚀出的环形的所述的电极孔;所述的正面电极层(30)通过所述的电极孔与所述的P型中心有源区(27)相接触,且中央区域为透光的窗口区。

3.根据权利要求2所述的雪崩光电二极管,其特征在于:所述的衬底(20)为重掺杂层;

所述的光吸收层(22)为非故意掺杂的本征材料;所述的电荷层(25)为重掺杂层。

4.根据权利要求1所述的雪崩光电二极管,其特征在于:所述的P型中心有源区(27)和所述的补偿掺杂区(28)均采用热扩散或离子注入的方式实现掺杂,所述的P型中心有源区(27)为P型重掺杂区。

5.根据权利要求1所述的雪崩光电二极管,其特征在于:所述的补偿掺杂区(28)为掺入一定量的N型杂质的P型材料。

6.根据权利要求1所述的雪崩光电二极管,其特征在于:所述的背面电极层(31)布置在减薄之后的所述的衬底(20)的背面。

7.一种制备根据权利要求1-6中任一项所述的雪崩光电二极管的方法,其步骤包括:在第一步骤(S1)中:在所述的衬底(20)上利用外延生长设备依次生成所述的缓冲层(21)、所述的光吸收层(22)、所述的过渡层(23)、所述的渐变层(24)、所述的电荷层(25)和所述的覆盖层(26);

在第二步骤(S2)中:利用光刻、刻蚀或者掺杂工艺,向所述的覆盖层(26)中心区域掺入P型杂质,形成所述的P型中心有源区(27);

在第三步骤(S3)中:利用光刻、刻蚀或者掺杂工艺,向所述的P型中心有源区(27)的外围环形区域内掺入N型杂质,形成所述的补偿掺杂区(28);

在第四步骤(S4)中:采用淀积方式在所述的覆盖层(26)上制作所述的介质掩膜层(29),并利用光刻或者刻蚀工艺,制作所述的电极孔;

在第五步骤(S5)中:制作所述的正面电极层(30),通过所述的电极孔与所述的P型中心有源区(27)形成欧姆接触,并利用光刻或者刻蚀工艺,制作出透光的窗口区;

在第六步骤(S6)中:将所述的衬底(20)减薄后,在所述的衬底(20)背面制作所述的背面电极层(31);

在第七步骤(S7)中:对所述的雪崩光电二极管管芯进行分割解理,然后封装。

8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于:所述的P型中心有源区(27)和所述的补偿掺杂区(28)均采用热扩散或离子注入的方式实现掺杂,其中,所述的P型中心有源区(27)为P型重掺杂区,所述的补偿掺杂区(28)中掺入一定量的N型杂质,实现对所述的P型中心有源区(27)外围区域的杂质补偿作用,所述的补偿掺杂区掺杂后是P型材料。

9.根据权利要求7所述的方法,其特征在于:所述的P型中心有源区(27)与所述的电荷层(25)之间的区域为高电场的雪崩倍增区(32);所述的介质掩膜层(29)为SiO2或SiNx材料,并在所述的P型中心有源区(27)上方刻蚀出环形电极孔;所述的正面电极层(30)通过所述的电极孔与所述的P型中心有源区(27)相接触,且中央区域为透光的窗口区。

10.根据权利要求7所述的方法,其特征在于:所述的背面电极层(31)布置在减薄之后的所述的衬底(20)的背面。