專利名稱：用于銦鎵砷/磷化銦平面pin光電探測器芯片制作的外延片結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于銦鎵砷/磷化銦平面PIN光電探測器芯片制作的外延片結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
銦鎵砷/磷化銦PIN光電探測器成功應(yīng)用于光傳輸系統(tǒng)是八十年代中期的事情，起初，這種器件的芯片結(jié)構(gòu)是一種所謂的“臺面”結(jié)構(gòu)，由于“臺面”結(jié)構(gòu)的P-N結(jié)裸露在外界，所以其穩(wěn)定性和可靠性一直存在問題，后來，聚酰亞胺成功應(yīng)用于器件的鈍化，使器件的穩(wěn)定性和可靠性獲得了很大提高，但器件的暗電流比較大，究其原因，是“臺面”漏電產(chǎn)生的；解決這一問題根本辦法是將器件改為平面結(jié)構(gòu)。
隨著材料技術(shù)的進步，氣相外延技術(shù)的實用化，液相外延被氣相外延所代替，器件由“臺面”結(jié)構(gòu)變成平面結(jié)構(gòu)；當銦鎵砷/磷化銦PIN光電探測器芯片頂層是磷化銦時，其穩(wěn)定性可靠性，暗電流會得到本質(zhì)改善；由于磷化銦是寬帶隙材料，歐姆接觸便成為影響器件特性好壞的重要因素。

發(fā)明內(nèi)容
銦鎵砷/磷化銦平面PIN光電探測器芯片的接觸電阻影響了器件的基本特性，為了得到低接觸電阻高質(zhì)量的PIN光電探測器芯片，芯片的頂層接觸層應(yīng)為窄帶隙材料，本發(fā)明的目的在于降低芯片的接觸電阻，其外延片結(jié)構(gòu)為GaxIn1-xAsyP1-y/磷化銦/GaInAs/磷化銦/磷化銦襯底，頂層材料為GaxIn1-xAsyP1-y，帶隙可以通過改變材料組分調(diào)節(jié)；本發(fā)明的技術(shù)方案是在磷化銦襯底上依次由以下層次構(gòu)成(1)第一層磷化銦緩沖層；(2)第二層鎵銦砷(GaInAs)吸收層；
(3)第三層磷化銦“光窗”層；(4)第四層GaxIn1-xAsyP1-y接觸層，其中入g在1.1-1.6微米。
襯底是高摻雜磷化銦單晶片，磷化銦緩沖層的摻雜雜質(zhì)為硅或者硫，鎵銦砷吸收層是非摻雜的本征層，磷化銦“光窗”層是非摻雜的本征層，GaxIn1-xAsyP1-Y接觸層是非摻雜的本征層。
本發(fā)明的的有益效果在于1、采用GaxIn1-xAsyP1-y接觸層，克服了由于金屬與磷化銦之間大的接觸勢壘問題，使器件的串聯(lián)電阻得到明顯降低；2、器件的串聯(lián)電阻的降低，使器件的光電特性如頻率特性，動態(tài)范圍，工作電壓得到明顯改善和提高。


圖1是本發(fā)明實施例外延片結(jié)構(gòu)剖面圖。
1磷化銦襯底，2磷化銦緩沖層，3鎵銦砷(GaInAs)吸收層，4磷化銦“光窗”層，5GaxIn1-xAsyP1-y接觸層。
具體實施例方式如圖所示，首先在磷化銦(N+-磷化銦)襯底片上用MOCVD法生長低缺陷磷化銦緩沖層；接著在磷化銦緩沖層上生長非摻雜鎵銦砷三元有源層，該層的作用是使長波長入射光在該層吸收，光激發(fā)使電子從價帶躍遷到導(dǎo)帶，產(chǎn)生光生電子-孔穴對，完成將光信號轉(zhuǎn)換成電信號功能；再在鎵銦砷三元有源層上生長磷銦“光窗”層，該層決定了短波長光吸收限，對長波長入射光，該層是透明的；最后在磷化銦“光窗”層上生長GaxIn1-xAsyP1-y四元接觸層，該層實現(xiàn)歐姆接觸，降低接觸電阻，改善器件的光電特性。
權(quán)利要求
1.用于銦鎵砷/磷化銦平面PIN光電探測器芯片制作的外延片結(jié)構(gòu)，在磷化銦襯底上依次由以下層次構(gòu)成(1)第一層磷化銦緩沖層；(2)第二層鎵銦砷(GaInAs)吸收層；(3)第三層磷化銦“光窗”層；(4)第四層GaxIn1-xAsyP1-y接觸層，截止波長為1.1-1.6微米。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于銦鎵砷/磷化銦平面PIN光電探測器芯片制作的外延片結(jié)構(gòu)，其特征是襯底為高摻雜磷化銦單晶片；
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于銦鎵砷/磷化銦平面PIN光電探測器芯片制作的外延片結(jié)構(gòu)，其特征是磷化銦緩沖層的摻雜雜質(zhì)為硅或者硫；
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于銦鎵砷/磷化銦平面PIN光電探測器芯片制作的外延片結(jié)構(gòu)，其特征是鎵銦砷吸收層是非摻雜的本征層；
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于銦鎵砷/磷化銦平面PIN光電探測器芯片制作的外延片結(jié)構(gòu)，其特征是磷化銦“光窗”層是非摻雜的本征層；
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于銦鎵砷/磷化銦平面PIN光電探測器芯片制作的外延片結(jié)構(gòu)，其特征是GaxIn1-xAsyP1-Y接觸層是非摻雜的本征層。
全文摘要
本發(fā)明公開一種制造長波長光通信用銦鎵砷/磷化銦平面PIN光電探測器芯片的III－V族化合物半導(dǎo)體材料；在進行銦鎵砷/磷化銦平面PIN光電探測器芯片制作中，外延片結(jié)構(gòu)決定了芯片的基本光電特性，制作這種芯片的外延片頂層常用磷化銦材料；本發(fā)明提供了一種新的外延片結(jié)構(gòu)其頂層不是磷化銦二元層，而是Ga
文檔編號H01L31/105GK1767217SQ20041003617
公開日2006年5月3日 申請日期2004年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月25日
發(fā)明者徐之韜 申請人:廈門三安電子有限公司