[发明专利]一种基于InGaAs材料的光电探测器及其制造方法

权利要求书

1.一种基于InGaAs材料的光电探测器，其特征在于，所述光电探测器外延结构从下至上依次包括：衬底、InP缓冲层、N⁺-InGaAs接触层、N型InP、InGaAsP带隙过渡层、InGaAs本征吸收层、P型掺杂渐变InGaAs光窗层，其中：

所述P型掺杂渐变InGaAs光窗层中掺杂InGaAs材料的浓度逐渐改变，在所述N型InP层经所述N⁺-InGaAs接触层引出N型欧姆电极，在所述P型掺杂渐变InGaAs光窗层引出P型欧姆电极。

2.根据权利要求1所述光电探测器，其特征在于，所述P型掺杂渐变InGaAs光窗层的上表面覆盖一层增透膜，所述增透膜为SiN_x单层膜或SiO₂/SiN_x复合膜。

3.根据权利要求1所述光电探测器，其特征在于，所述P型掺杂渐变InGaAs光窗层中掺杂InGaAs材料的浓度由2e¹⁷cm^-3增加至2e¹⁹cm^-3。

4.根据权利要求1所述光电探测器，其特征在于，所述衬底为掺杂Fe的InP材料，所述衬底的厚度范围为330μm-370μm。

5.根据权利要求1所述光电探测器，其特征在于，所述InP缓冲层的材料为i-InP，所述InP缓冲层的厚度范围为0.1μm-0.5μm，i-InP的浓度小于10¹⁵cm^-3。

6.根据权利要求1所述光电探测器，其特征在于，所述N⁺-InGaAs接触层的厚度范围为0.5μm-1.5μm，浓度范围为10¹⁸cm^-3～10¹⁹cm^-3。

7.根据权利要求1所述光电探测器，其特征在于，所述N型InP层为电流扩展层，材料厚度范围为0.2μm-0.5μm，掺杂浓度范围为10¹⁷cm^-3～10¹⁹cm^-3。

8.根据权利要求1所述光电探测器，其特征在于，所述InGaAsP带隙过渡层的厚度范围为20nm-50nm，浓度小于10¹⁵cm^-3。

9.根据权利要求1所述光电探测器，其特征在于，所述InGaAs本征吸收层的厚度范围为1.0μm-3.5μm，浓度小于10¹⁵cm^-3。

10.一种基于InGaAs材料的光电探测器的制造方法，其特征在于，包括：

在衬底上生长一层本征InP缓冲层；

在所述InP缓冲层上生长一层N⁺-InGaAs接触层；

在所述N⁺-InGaAs接触层上生长一层N型InP；

在所述N型InP上生长InGaAsP带隙过渡层；

在所述InGaAsP带隙过渡层上生长InGaAs本征吸收层；

在所述InGaAs本征吸收层上生长P型掺杂渐变InGaAs光窗层，所述P型掺杂渐变InGaAs光窗层中掺杂InGaAs材料的浓度逐渐改变；

在所述P型掺杂渐变InGaAs光窗层上表面PECVD蒸镀SiN_x单层膜或SiO₂/SiN_x复合膜；

在所述P型掺杂渐变InGaAs光窗层上进行台面刻蚀，露出所述N⁺-InGaAs接触层，并向下腐蚀所述衬底层0.5μm-1.5μm；

在所述P型掺杂渐变InGaAs光窗层上电子束蒸镀P型欧姆电极，并对所述P型欧姆电极进行RTA退火处理；

在所述N⁺-InGaAs接触层上e-v蒸发N型欧姆电极，并对所述N型欧姆电极进行RTA退火处理。