技術領域

本發明涉及一種準平面高速雙色銦鎵砷光電探測器及其制造方法，屬半導體光電子器件技術領域。?

背景技術

隨著高速寬帶光纖通信、數據處理和互聯網等技術的發展和高速光電接口技術及光相控陣雷達和射頻光纖傳輸等新領域的出現，迫切需求靈敏度高、響應度高、傳輸速率快和多波段探測的光電探測器。?

當前高速銦鎵砷光電探測器有兩種結構，一種是在N+襯底上采用常規的平面擴散方法，將探測器光敏面縮小以減小寄生電容；另一種是在半絕緣襯底上外延生成P型層，用臺面腐蝕方法形成有源區，并將壓焊點做在半絕緣襯底上的臺面結構，該結構充分利用半絕緣襯底上焊點電容減小的優勢，可適當擴大探測器光敏面而保持速率不變。二者相比，前者工藝簡單，暗電流小，可靠性高，但存在耦合困難等不足；后者具有較大的光敏面，耦合方便可靠，但存在工藝相對復雜，臺面側面需要鈍化保護，暗電流變大和可靠性退化等問題。?

目前，短波長850nm一般采用GaAs光電探測器，長波長1310-1550nm一般采用InGaAs光電探測器，而普通InGaAs光電探測器由于InP窗口層截止波長的限制，其響應波長在900nm到1650nm范圍，在850nm時響應很低，降低到0.1-0.2A/W，且不重復。由于材料、器件制作等方面的原因，還沒有同時兼顧短波850nm和長波1310nm及1550nm的雙色光電探測器。?

發明內容

本發明需要解決的技術問題是提供一種暗電流小、寄生電容小、耦合容易、可靠性高，適應850nm和1310～1550nm波長的準平面高速雙色銦鎵砷光電探測器及其制造方法。

為解決上述問題，本發明所采取的技術方案是：一種準平面高速雙色銦鎵砷光電探測器，包括半絕緣InP襯底，在半絕緣InP襯底上依次生長的N-InP歐姆接觸層、不摻雜InGaAs吸收層、N-InP窗口層，在N-InP窗口層上通過光刻、Zn擴散形成的平面型PN結，在Zn擴散區域形成的環形的P型歐姆接觸金屬層，在Zn擴散區域的環形歐姆接觸金屬層中的圓形區域生長有增透膜，Zn擴散區域及其周邊部分區域與N-InP歐姆接觸層構成臺面結構，N-InP歐姆接觸層與半絕緣InP襯底構成臺面結構，N型歐姆接觸金屬層生成在N-InP歐姆接觸層臺面上。?

進一步的N型歐姆接觸金屬層和P型歐姆接觸金屬層分別通過互連金屬與制備在半絕緣InP襯底之上的鈍化膜上的電極壓焊點連接。?

所述N型歐姆接觸金屬層為環形金屬層。?

一種準平面高速雙色銦鎵砷光電探測器的制造方法，包括以下步驟：?

(1)在半絕緣InP襯底上依次生長N-InP歐姆接觸層、不摻雜InGaAs吸收層、N-InP窗口層，?

(2)在步驟(1)中形成的材料結構上，淀積介質薄膜，通過光刻和刻蝕露出需要進行Zn擴散的區域，以介質膜作掩蔽進行Zn擴散，?

(3)采用光刻膠掩蔽步驟(2)形成的Zn擴散區域及其周邊部分區域，其余區域采用濕法化學腐蝕，直到露出N-InP歐姆接觸層，?

(4)采用光刻膠掩蔽步驟(2)形成的臺面區域及露出的靠近臺面的N-InP歐姆接觸層區域，其余區域采用濕法化學腐蝕，直到露出半絕緣InP襯底；?

(5)在步驟(4)基礎上，針對850nm波長對窗口區進行表面處理，生成增透膜，并對臺面和其他區域完成鈍化。?

(6)采用光刻、金屬化和剝離工藝方法，在Zn擴散區域生成環形P型歐姆接觸金屬，在N-InP歐姆接觸層臺面上生成環形N型歐姆接觸金屬，?

(7)在步驟(6)基礎上，采用光刻、金屬化工藝完成器件的互連并將電極壓焊點制備在半絕緣InP襯底之上的鈍化膜上。?

所述步驟(2)中介質薄膜為SiN或SiO₂介質膜。?

步驟(1)中N-InP歐姆接觸層厚度為0.3-2微米，不摻雜InGaAs吸收層厚度為0.5到4微米，N-InP窗口層厚度為0.3到2微米。?

更進一步步驟(5)包括以下步驟：?

(1)首先選擇腐蝕掉1/3-2/3厚度的N-InP窗口層擴散區域，?

(2)在步驟(1)基礎上用等離子化學氣相淀積方法依次淀積增透膜、鈍化膜，在擴散區域淀積SiN薄膜50-100nm，SiO₂薄膜80-160nm，作為雙層增透膜，同時作為鈍化膜，其他區域淀積一定厚度的鈍化膜。?