[发明专利]低噪声雪崩光电探测器及其制备方法

权利要求书

1.一种低噪声雪崩光电探测器，其特征在于：包括通过扩散、离子注入依次形成不同掺杂类型的N型欧姆接触层/P型欧姆接触层、倍增层、电荷层、P型欧姆接触层/N型欧姆接触层，且电荷层与P型欧姆接触层/N型欧姆接触层之间的底部形成有衬底；所述N型和P型欧姆接触层是通过在低掺杂的硅层侧向两端进行高掺杂形成，掺杂浓度高于1.0×10¹⁸/cm³，所述的电荷层是在P型和N型欧姆接触层之间采用精确控制的P型或N型掺杂形成，掺杂浓度范围为1×10¹⁷/cm³-9×10¹⁷/cm³，所述电荷层、P型欧姆接触层/N型欧姆接触层与衬底之间形成一个倒梯形凹槽；所述倒梯形凹槽内形成有吸收层。

2.如权利要求1所述的低噪声雪崩光电探测器，其特征在于：所述倍增层采用材料为Si、InP、InAlAs、AlGaAs、InAs、AlGaAsSb或HgCdTe；所述吸收层采用材料为Ge、GeSn、InGaAs、GaAs、InAs；所述衬底为Si或InP。

3.如权利要求1或2所述的低噪声雪崩光电探测器，其特征在于：所述P型欧姆接触层和N型欧姆接触层上分别制作有P型电极和N型电极。

4.一种如权利要求1所述雪崩光电探测器的制备方法，其特征在于，包括：

S1.制作不同掺杂材料区域：通过扩散、离子注入的工艺依次形成不同掺杂类型的N型欧姆接触层/P型欧姆接触层、倍增层、电荷层、P型欧姆接触层/N型欧姆接触层，且电荷层与P型欧姆接触层/N型欧姆接触层之间的底部形成有衬底；

S2.通过刻蚀掺杂材料区域，在电荷层、P型欧姆接触层/N型欧姆接触层与衬底之间形成一个倒梯形凹槽；

S3.在刻蚀的倒梯形凹槽上制备吸收层；

S4.将P型电极和N型电极分别制作在Si P型和N型欧姆接触层上。

5.如权利要求4所述雪崩光电探测器的制备方法，其特征在于：所述掺杂材料区域为掺杂Si材料区域或掺杂InP材料区域。

6.如权利要求4所述雪崩光电探测器的制备方法，其特征在于：所述倍增层为Si、InP、InAlAs、AlGaAs、InAs、AlGaAsSb或HgCdTe；所述吸收层采用材料为Ge、GeSn、InGaAs、GaAs、InAs。

7.如权利要求6所述雪崩光电探测器的制备方法，其特征在于：在Ge吸收层形成之前，制备了SiGe过渡层。

8.如权利要求6所述雪崩光电探测器的制备方法，其特征在于:在InGaAs吸收层与N型欧姆接触层的界面，制备了InGaAsP过渡层。

9.如权利要求4所述雪崩光电探测器的制备方法，其特征在于:采用波导结构和光子晶体、等离子体提高量子效率。

10.如权利要求4所述雪崩光电探测器的制备方法，其特征在于:将制得的雪崩光电探测器构成一维或者二维阵列。