一种2～3μm红外波段雪崩光电探测芯片外延片的制作方法

一种2～3
μ
m红外波段雪崩光电探测芯片外延片
技术领域
1.本发明涉及半导体光电子器件技术领域，更具体地说，它涉及一种2～3μm红外波段雪崩光电探测芯片外延片。


背景技术：

2.2～3μm红外通信及探测具有重要的应用价值，比如对应氟化物光纤通信领域，2～3μm的波段能量损失较低，因此传输距离更远，对于此波段的探测具有重要意义。此外，2～3μm波段在卫星遥感与环境监测领域的应用也具有重要的应用，能够反馈更多的信息。传统的红外pin探测器无内部增益，对于该波段的光无增益，因此探测灵敏度有限。基于此，本发明提供了一种2～3μm红外波段雪崩光电探测芯片外延片，基于该外延片的芯片能够具有内部增益，可提高对于该波段探测的灵敏度。


技术实现要素：

3.针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种2～3μm红外波段雪崩光电探测芯片外延片。
4.为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种2～3μm红外波段雪崩光电探测芯片外延片，包括衬底，其特征在于：衬底为inp衬底层；inp衬底层之上为异变缓冲层；异变缓冲层之上为应变吸收层；应变吸收层之上为过渡层；过渡层之上为电荷层；电荷层之上为盖层。
5.进一步的，所述inp衬底层为半绝缘或者n型，半绝缘为掺杂铁衬底，n掺杂浓度为大于1x大于1x，厚度为100-400μm。
6.进一步的，所述异变缓冲层，掺杂浓度1x～1x～1x，厚度大于5μm，as含量y的值由下至上从0～0.83线性变化。
7.进一步的，所述应变吸收层，掺杂浓度小于1x吸收层，掺杂浓度小于1x，厚度2～4μm，应变大于9000ppm，in含量x值在0.67～0.92。
8.进一步的，所述过渡层，波长由下往上层渐变，掺杂浓度小于1x过渡层，波长由下往上层渐变，掺杂浓度小于1x，厚度为0.03～0.09μm。
9.进一步的，所述电荷层，掺杂浓度大于1x电荷层，掺杂浓度大于1x，厚度0.1-0.5μm。
10.进一步的，所述盖层，掺杂浓度小于1x盖层，掺杂浓度小于1x，厚度2～5μm。
11.与现有技术相比，本发明具备以下有益效果：本发明主要针对2～3μm红外波段探测，在传统的红外雪崩探测器基础上进行调整，使传统红外雪崩探测器的波长响应波段范围拓展至2～3um，由于具有内部增益，可以开拓高灵敏度红外探测领域。
附图说明
12.图1为一种2～3μm红外波段雪崩光电探测芯片外延片结构示意图；图2为一种2～3μm红外波段雪崩光电探测芯片外延片中变缓冲层的结构示意图。
具体实施方式
13.参照图1至图2所示，一种2～3μm红外波段雪崩光电探测芯片外延片结构示意图。具体参数如表一所示。
14.所述的一种2～3μm红外波段雪崩光电探测芯片外延片，包括衬底；衬底为inp衬底层10；inp衬底层10之上为变缓冲层20；变缓冲层20之上为应变吸收层30；应变吸收层30之上为过渡层40；ingaasp过渡层40之上为电荷层50；电荷层50之上为盖层60。
15.表一中，所述在于inp衬底层10为半绝缘或者n型，半绝缘为掺杂铁衬底，n掺杂浓度为大于1x度为大于1x，厚度为100-400μm。
16.表一中，所述异变缓冲层20，掺杂浓度1x～1x～1x，厚度大于5μm，as含量y的值由下至上从0～0.83线性变化。
17.表一中，所述应变应变吸收层30，掺杂浓度小于1x吸收层30，掺杂浓度小于1x，厚度2～4μm，应变大于9000ppm，in含量x值在0.67～0.92。
18.表一中，所述过渡层40，波长由下往上层渐变，掺杂浓度小于11x过渡层40，波长由下往上层渐变，掺杂浓度小于11x，厚度为0.03～0.09μm。
19.表一中，所述电荷层50，掺杂浓度大于1x电荷层50，掺杂浓度大于1x，厚度0.1-0.5μm。
20.表一中，所述盖层60，掺杂浓度小于1x盖层60，掺杂浓度小于1x，厚度2～5μm。
21.表1：一种 2～3 μm 红外波段雪崩光电探测芯片外延片结构示意
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本模板的保护范围。


技术特征：
1.一种2～3μm红外波段雪崩光电探测芯片外延片，包括衬底，其特征在于：衬底为inp衬底层（10）；inp衬底层（10）之上为异变缓冲层（20）；异变缓冲层（20）之上为应变吸收层（30）；应变吸收层（30）之上为过渡层（40）；过渡层（40）之上为电荷层（50）；电荷层（50）之上为盖层（60）。2.根据权利要求1所述的一种2～3μm红外波段雪崩光电探测芯片外延片，其特征在于，所述inp衬底层（10）为半绝缘或者n型，半绝缘为掺杂铁衬底，n掺杂浓度为大于1x所述inp衬底层（10）为半绝缘或者n型，半绝缘为掺杂铁衬底，n掺杂浓度为大于1x，厚度为100-400μm。3.根据权利要求1所述的一种2～3μm红外波段雪崩光电探测芯片外延片，其特征在于，所述异变缓冲层（20），掺杂浓度1x～1x～1x，厚度大于5μm，as含量y的值由下至上从0～0.83线性变化。4.根据权利要求1所述的一种2～3μm红外波段雪崩光电探测芯片外延片，其特征在于，所述应变吸收层（30），掺杂浓度小于1x吸收层（30），掺杂浓度小于1x，厚度2～4μm，应变大于9000ppm，in含量x值在0.67～0.92。5.根据权利要求1所述的一种2～3μm红外波段雪崩光电探测芯片外延片，其特征在于，所述过渡层（40），波长由下往上层渐变，掺杂浓度小于1x过渡层（40），波长由下往上层渐变，掺杂浓度小于1x，厚度为0.03～0.09μm。6.根据权利要求1所述的一种2～3μm红外波段雪崩光电探测芯片外延片，其特征在于，所述电荷层（50），掺杂浓度大于1x电荷层（50），掺杂浓度大于1x，厚度0.1-0.5μm。7.根据权利要求1所述的一种2～3μm红外波段雪崩光电探测芯片外延片，其特征在于，所述盖层（60），掺杂浓度小于1x盖层（60），掺杂浓度小于1x，厚度2～5μm。

技术总结
本发明公开了一种2～3μm红外波段雪崩光电探测芯片外延片，涉及半导体光电子器件技术领域，包括衬底，衬底为InP衬底层；InP衬底层之上为异变缓冲层；异变缓冲层之上为应变吸收层；应变吸收层之上为过渡层；过渡层之上为电荷层；电荷层之上为盖层。本发明主要针对2～3μm红外波段探测，在传统的红外雪崩探测器基础上进行调整，使传统红外雪崩探测器的波长响应波段范围拓展至2～3um，由于具有内部增益，可以开拓高灵敏度红外探测领域。探测领域。探测领域。


技术研发人员：王岩 徐鹏飞
受保护的技术使用者：江苏华兴激光科技有限公司
技术研发日：2023.07.07
技术公布日：2023/8/14