[发明专利]侧入光式PIN光电探测器芯片及其制作方法

权利要求书

1.一种侧入光式PIN光电探测器芯片，其特征在于，包括：衬底，形成于所述衬底上的缓冲层，形成于所述缓冲层上的吸收层，形成于所述吸收层上的过渡层，形成于所述过渡层上的顶层，形成于所述顶层上的接触层，形成于所述衬底、缓冲层与接触层上的复合钝化层，形成于所述复合钝化层上的第一保护层，形成于所述第一保护层、复合钝化层与缓冲层上的负电极，形成于所述接触层、复合钝化层与第一保护层上的正电极，形成于所述吸收层、过渡层、顶层与接触层中的掺杂有源区，以及一增透膜；所述衬底具有一入光面，所述增透膜形成于所述入光面，所述衬底底部形成一倒“V”型腐蚀槽，所述腐蚀槽的位置相对所述掺杂有源区设置，所述腐蚀槽具有第一侧壁与第二侧壁，所述第一侧壁与所述衬底底面成45°，所述第一保护层为介电常数低的聚酰亚胺保护层，所述接触层、顶层、过渡层及吸收层处的复合钝化层形成一P型台面，所述缓冲层处的复合钝化层形成一N型台面，所述P型台面与N型台面均与所述掺杂有源区同心设置。

2.根据权利要求1所述的侧入光式PIN光电探测器芯片，其特征在于，所述衬底为N型半绝缘掺Fe InP衬底；所述缓冲层为掺杂浓度大于1×10¹⁸cm^-3的InP缓冲层，所述缓冲层的厚度大于1um且小于4um；所述吸收层为掺杂浓度低于5×10¹⁴cm^-3的InGaAs吸收层，所述吸收层的厚度大于1um且小于3um；所述过渡层为InGaAsP过渡层，所述过渡层的厚度大于0.01um且小于0.08um，所述过渡层的截至波长分别为1.3um和1.08um；所述顶层为InP顶层，所述顶层的厚度大于0.5um且小于3um；所述接触层为InGaAs接触层，所述接触层的厚度大于0.1um且小于1um。

3.根据权利要求1所述的侧入光式PIN光电探测器芯片，其特征在于，所述掺杂有源区采用Zn扩散工艺形成，所述掺杂有源区的直径大于10um且小于40um，所述掺杂有源区的厚度大于0.5um且小于2um；所述P型台面的高度大于3um且小于6um，所述N型台面的厚度大于2um且小于5um；

所述正电极与负电极均通过热蒸发或电子束蒸发而形成，所述正电极由钛、铂、铬和金中一种或几种构成，所述负电极由金构成。

4.根据权利要求1所述的侧入光式PIN光电探测器芯片，其特征在于，还包括：形成于所述衬底底部的金属焊接层，所述金属焊接层通过电子束蒸发或热蒸发的方式形成，所述金属焊接层的材质为钛、铂、金和共金焊料中一种或几种。

5.根据权利要求1所述的侧入光式PIN光电探测器芯片，其特征在于，所述腐蚀槽的长度大于80um且小于200um，所述腐蚀槽的槽口的宽度大于40um且小于100um，所述腐蚀槽的中心距离所述掺杂有源区的中心点的距离大于30um且小于60um。

6.一种侧入光式PIN光电探测器芯片的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤101、提供一衬底，采用有机金属化学气相沉积法在所述衬底上依次沉积缓冲层、吸收层、过渡层、顶层及接触层；

步骤102、采用等离子体增强化学气相沉积法在表面形成复合钝化层，并在该复合钝化层上形成一直径小于30um的扩散区，采用Zn扩散工艺在该扩散区形成掺杂有源区，所述掺杂有源区的厚度大于0.5um且小于2um；

步骤103、采用湿法腐蚀或RIE刻蚀工艺将接触层、顶层、过渡层及吸收层处的复合钝化层形成一P型台面，之后再采用湿法腐蚀或RIE刻蚀工艺将缓冲层处的复合钝化层形成一N型台面；

步骤104、采用电子束蒸发或热蒸发工艺在复合钝化层中形成P型接触电极和N型接触电极，在表面涂覆聚酰亚胺，并采用光刻曝光、显影、显影工艺形成第一保护层，该第一保护层为聚酰亚胺保护层；

步骤105、采用电子束蒸发工艺在第一保护层上形成正电极与负电极，所述正电极与P型接触电极连接，所述负电极与N型接触电极连接；

步骤106、采用等离子体增强化学气相沉积法在衬底底面沉积形成一第二保护层，采用光刻和湿法腐蚀或RIE刻蚀工艺在该第二保护层上形成一V型槽开口区，采用腐蚀工艺在该V型槽开口区形成倒“V”型腐蚀槽，所述腐蚀槽具有第一侧壁与第二侧壁，所述第一侧壁与所述衬底底面成45°；

步骤107、采用热蒸发或电子束蒸发工艺在衬底底部形成一金属焊接层，采用电子束蒸发工艺在所述衬底一侧面上形成一增透膜。