本發(fā)明屬于半導(dǎo)體光電器件技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種單行載流子光探測(cè)器結(jié)構(gòu)及其制作方法。

背景技術(shù)：

太赫茲(以下簡(jiǎn)稱THz，1THz＝1012Hz)波段是指電磁波譜中頻率從100GHz到10THz、對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)從3毫米到30微米、介于毫米波與紅外光之間的電磁波譜區(qū)域，在通信、安檢成像等方面有廣闊應(yīng)用前景，其中，THz無線通信滿足未來無線高速數(shù)據(jù)傳輸對(duì)帶寬的需求。利用光混頻產(chǎn)生THz輻射的方式繼承光子學(xué)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，具有連續(xù)輸出、寬帶可調(diào)諧、輸出功率大、常溫工作、相關(guān)組件性價(jià)比高等特點(diǎn)，因而實(shí)用性很強(qiáng)，而光探測(cè)器作為光混頻器是光生THz技術(shù)中的重要器件。

光探測(cè)器是一種能夠把光轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的半導(dǎo)體器件，當(dāng)入射光信號(hào)的光子能量大于光探測(cè)器吸收層材料的帶隙時(shí)，就會(huì)在光探測(cè)器中產(chǎn)生光生載流子，傳統(tǒng)PIN結(jié)構(gòu)光探測(cè)器中，電子和空穴在非摻雜吸收層中產(chǎn)生，在外加電場(chǎng)作用下，向兩側(cè)電極方向加速漂移，形成光電流。PIN結(jié)構(gòu)光探測(cè)器中，由于空穴漂移速度大大低于電子漂移速度，當(dāng)大功率光入射時(shí)，殘留在耗盡層中的大量空穴產(chǎn)生了空間電荷效應(yīng)，限制了器件的輸出功率，因而保持高電流密度和高速響應(yīng)是很困難的。

而近年出現(xiàn)的單行載流子光探測(cè)器(UTC-PD)，如圖1所示，利用p型材料做吸收層，n型寬帶隙InP層作為收集層，將吸收和收集分開，只有電子作為有源載流子，與傳統(tǒng)PIN結(jié)構(gòu)光探測(cè)器相比，高速性能大大提升，同時(shí)電子積累少，器件可以在更高電流密度下工作，具有高電流密度高帶寬特性，是光生太赫茲技術(shù)中光混頻器的理想器件。

但現(xiàn)有的UTC-PD由于工作頻率高，特別是應(yīng)用于幾百GHz信號(hào)產(chǎn)生時(shí)，需要吸收層很薄以提高載流子渡越時(shí)間，同時(shí)增加器件面積以提高器件高入射光功率工作能力及光響應(yīng)度，但面積增加會(huì)引起器件結(jié)電容增大，使得器件RC響應(yīng)帶寬大大降低，不利于器件高速工作。

鑒于此，有必要設(shè)計(jì)一種新的單行載流子光探測(cè)器結(jié)構(gòu)及其制作方法用以解決上述技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種單行載流子光探測(cè)器結(jié)構(gòu)及其制作方法，用于解決現(xiàn)有的UTC-PD無法在提高器件的高入射光功率及光響應(yīng)度的同時(shí)增加器件的RC響應(yīng)帶寬的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種單行載流子光探測(cè)器的制作方法，所述制作方法包括：

S1：在半絕緣襯底上從下到上依次生長(zhǎng)N型重?fù)诫s下接觸層、收集層、吸收層、及P型重?fù)诫s上接觸層；

S2：對(duì)S1所述結(jié)構(gòu)進(jìn)行光刻，并采用選擇性腐蝕溶液對(duì)P型重?fù)诫s上接觸層及吸收層進(jìn)行腐蝕，暴露出部分收集層；

S3：在S2所述結(jié)構(gòu)上表面生長(zhǎng)氮化硅層，并采用光刻工藝去除收集層上表面的氮化硅層；

S4：采用選擇性腐蝕溶液對(duì)所述收集層進(jìn)行腐蝕，使所述收集層的面積與所述吸收層的面積相等，之后對(duì)所述收集層繼續(xù)腐蝕，直至所述收集層的面積小于所述吸收層的面積，然后去除氮化硅層；

S5：采用光刻、帶膠剝離工藝在所述P型重?fù)诫s上接觸層上表面生長(zhǎng)上電極金屬層，及在所述及N型重?fù)诫s下接觸層上表面生長(zhǎng)下電極金屬層，然后退火，形成歐姆接觸；

S6：對(duì)S5所述結(jié)構(gòu)進(jìn)行平坦化處理，及制作金屬引線和焊盤，最后解理，完成器件制作。

優(yōu)選地，所述S1中采用金屬-有機(jī)物化學(xué)氣相沉積法或分子束外延生長(zhǎng)N型重?fù)诫s下接觸層、收集層、吸收層及P型重?fù)诫s上接觸層。

優(yōu)選地，所述收集層為N型摻雜的InP層，所述吸收層為P型摻雜的InGaAs層。

優(yōu)選地，所述收集層與吸收層之間還可生長(zhǎng)2～3層InGaAsP層。

優(yōu)選地，采用金屬-有機(jī)物化學(xué)氣相沉積法或分子束外延生長(zhǎng)InGaAsP層。

優(yōu)選地，當(dāng)腐蝕InP層時(shí)，所述選擇性腐蝕溶液為HCl和H₃PO₄的混合溶液；當(dāng)腐蝕InGaAs層或InGaAsP層時(shí)，所述選擇性腐蝕溶液為H₂SO₄、H₂O₂和H₂O的混合溶液。

優(yōu)選地，所述光探測(cè)器為頂面入射或背入射結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選地，當(dāng)所述光探測(cè)器為邊入射結(jié)構(gòu)時(shí)，所述半絕緣襯底與N型重?fù)诫s下接觸層之間還生長(zhǎng)有波導(dǎo)層。

優(yōu)選地，采用干法刻蝕或濕法腐蝕工藝形成所述波導(dǎo)層，其中，所述波導(dǎo)層的材料為InGaAsP。

本發(fā)明還提供一種單行載流子光探測(cè)器結(jié)構(gòu)，所述光探測(cè)器結(jié)構(gòu)包括：

半絕緣襯底；

位于所述半絕緣襯底上表面的N型重?fù)诫s下接觸層；

位于所述N型重?fù)诫s下接觸層上表面的收集層；

位于所述N型重?fù)诫s下接觸層上表面、同時(shí)位于所述收集層兩側(cè)的下電極金屬層；

位于所述收集層上表面的吸收層；

位于所述吸收層上表面的P型重?fù)诫s上接觸層；以及

位于所述P型重?fù)诫s上接觸層上表面的上電極金屬層；

其中，所述收集層的面積小于所述吸收層的面積。

優(yōu)選地，所述收集層為低摻雜的N型InP層，所述吸收層為P型摻雜的InGaAs層。

優(yōu)選地，所述收集層與吸收層之間還設(shè)有2～3層InGaAsP層。

優(yōu)選地，所述光探測(cè)器為頂面入射或背入射結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選地，當(dāng)所述光探測(cè)器為邊入射結(jié)構(gòu)時(shí)，所述半絕緣襯底與N型重?fù)诫s下接觸層之間還設(shè)有一波導(dǎo)層，其中，所述波導(dǎo)層為InGaAsP層。

如上所述，本發(fā)明的單行載流子光探測(cè)器結(jié)構(gòu)及其制作方法，具有以下有益效果：

1.與傳統(tǒng)的UTC-PD相比，本發(fā)明采用分步腐蝕的方法制作出收集層比吸收層面積小的器件結(jié)構(gòu)，在相同吸收層厚度、面積條件下，本發(fā)明所述器件結(jié)構(gòu)的結(jié)電容更小，因而具有更大的RC響應(yīng)帶寬；在吸收層厚度相同的條件下，即載流子輸運(yùn)帶寬相同(載流子渡越時(shí)間相等)，器件總帶寬更高；在相同收集層面積及相同吸收層厚度條件下(RC帶寬、渡越帶寬相同)，本發(fā)明所述結(jié)構(gòu)具有更大的吸收層面積，因而具有更大的響應(yīng)度，可以在更高入射光功率下工作，更適于高速高功率的應(yīng)用。

2.本發(fā)明所述結(jié)構(gòu)制作工藝簡(jiǎn)單，并且通過控制選擇性腐蝕溶液的腐蝕速率和腐蝕時(shí)間，使得收集層面積縮小程度可控，易于實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品化。

附圖說明

圖1顯示為傳統(tǒng)UTC-PD的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2至圖10顯示為本發(fā)明一種UTC-PD結(jié)構(gòu)制作過程的示意圖，其中，圖9為圖10沿AA’方向的剖面圖。

圖11至圖19顯示為本發(fā)明另一種UTC-PD結(jié)構(gòu)制作過程的示意圖，其中，圖18為圖19沿BB’方向的剖面圖。

元件標(biāo)號(hào)說明

1 半絕緣襯底

2 N型重?fù)诫s下接觸層

3 收集層

4 吸收層

5 P型重?fù)诫s上接觸層

6 氮化硅層

7 上電極金屬層

8 下電極金屬層

9 金屬引線

10 焊盤

11 波導(dǎo)層

S1～S6 步驟

具體實(shí)施方式

以下通過特定的具體實(shí)例說明本發(fā)明的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)與功效。本發(fā)明還可以通過另外不同的具體實(shí)施方式加以實(shí)施或應(yīng)用，本說明書中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)也可以基于不同觀點(diǎn)與應(yīng)用，在沒有背離本發(fā)明的精神下進(jìn)行各種修飾或改變。

請(qǐng)參閱圖2至圖19。需要說明的是，本實(shí)施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本發(fā)明的基本構(gòu)想，遂圖式中僅顯示與本發(fā)明中有關(guān)的組件而非按照實(shí)際實(shí)施時(shí)的組件數(shù)目、形狀及尺寸繪制，其實(shí)際實(shí)施時(shí)各組件的型態(tài)、數(shù)量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態(tài)也可能更為復(fù)雜。

實(shí)施例一

本實(shí)施例提供一種單行載流子光探測(cè)器的制作方法，所述制作方法包括：

S1：在半絕緣襯底上從下到上依次生長(zhǎng)N型重?fù)诫s下接觸層、收集層、吸收層、及P型重?fù)诫s上接觸層；

S2：對(duì)S1所述結(jié)構(gòu)進(jìn)行光刻，并采用選擇性腐蝕溶液對(duì)P型重?fù)诫s上接觸層及吸收層進(jìn)行腐蝕，暴露出部分收集層；

S3：在S2所述結(jié)構(gòu)上表面生長(zhǎng)氮化硅層，并采用光刻工藝去除收集層上表面的氮化硅層；

S4：采用選擇性腐蝕溶液對(duì)所述收集層進(jìn)行腐蝕，使所述收集層的面積與所述吸收層的面積相等，之后對(duì)所述收集層繼續(xù)腐蝕，直至所述收集層的面積小于所述吸收層的面積，然后去除氮化硅層；

S5：采用光刻、帶膠剝離工藝在所述P型重?fù)诫s上接觸層上表面生長(zhǎng)上電極金屬層，及在所述及N型重?fù)诫s下接觸層上表面生長(zhǎng)下電極金屬層，然后退火，形成歐姆接觸；

S6：對(duì)S5所述結(jié)構(gòu)進(jìn)行平坦化處理，及制作金屬引線和焊盤，最后解理，完成器件制作。

下面請(qǐng)參閱圖2至圖10對(duì)本實(shí)施例所述制作方法進(jìn)行詳細(xì)說明。

如圖2所示，在半絕緣襯底1上從下到上依次生長(zhǎng)N型重?fù)诫s下接觸層2、收集層3、吸收層4、及P型重?fù)诫s上接觸層5。

需要說明的是，本實(shí)施例所述光探測(cè)器為頂面入射或背入射結(jié)構(gòu)。

具體的，采用金屬-有機(jī)物化學(xué)氣相沉積法或分子束外延在所述半絕緣襯底1上生長(zhǎng)N型重?fù)诫s下接觸層2、收集層3、吸收層4及P型重?fù)诫s上接觸層5。優(yōu)選地，在本實(shí)施例中，采用金屬-有機(jī)物化學(xué)氣相沉積法生長(zhǎng)各層；所述金屬-有機(jī)物化學(xué)氣相沉積法較分子束外延，成本更低。

具體的，所述半絕緣襯底1為半絕緣InP襯底或半絕緣GaAs襯底；優(yōu)選地，在本實(shí)施例中，所述半絕緣襯底1為半絕緣InP襯底；相較于半絕緣GaAs襯底，所述半絕緣InP襯底具有高遷移率。

具體的，所述收集層3為N型摻雜的InP層，所述吸收層4為P型摻雜的InGaAs層。

需要說明的是，所述收集層3的摻雜濃度一般為10^16左右，所述吸收層4的摻雜濃度一般為10^17～10^18。

具體的，所述收集層3與吸收層4之間還可采用金屬-有機(jī)物化學(xué)氣相沉積法或分子束外延生長(zhǎng)2～3層InGaAsP層，用于平滑帶隙。

如圖3所示，對(duì)S1所述結(jié)構(gòu)進(jìn)行光刻，并采用選擇性腐蝕溶液對(duì)P型重?fù)诫s上接觸層5及吸收層4進(jìn)行腐蝕，暴露出部分收集層3。

具體的，當(dāng)腐蝕InP層時(shí)，所述選擇性腐蝕溶液為HCl和H₃PO₄的混合溶液；當(dāng)腐蝕InGaAs層或InGaAsP層時(shí)，所述選擇性腐蝕溶液為H₂SO₄、H₂O₂和H₂O的混合溶液。由于所述吸收層4為P型摻雜的InGaAs層，故此步驟中所述選擇性腐蝕溶液為H₂SO₄、H₂O₂和H₂O的混合溶液。

需要說明的是，所述腐蝕溶液的腐蝕速率與腐蝕溶液的配比及待腐蝕的材料厚度相關(guān)；優(yōu)選地，此步驟中所述選擇性腐蝕溶液H₂SO₄、H₂O₂和H₂O的摩爾比為3:1:50，該選擇性腐蝕溶液的腐蝕速率為80nm/min。進(jìn)一步通過調(diào)整腐蝕時(shí)間，即可實(shí)現(xiàn)待腐蝕材料的腐蝕面積可控。

如圖4所示，在S2所述結(jié)構(gòu)上表面生長(zhǎng)氮化硅層6，并采用光刻工藝去除收集層3上表面的氮化硅層，得到如圖5所示結(jié)構(gòu)。

如圖6所示，采用選擇性腐蝕溶液對(duì)所述收集層3進(jìn)行腐蝕，使所述收集層3的面積與所述吸收層4的面積相等，之后如圖7所示，對(duì)所述收集層3繼續(xù)腐蝕，直至所述收集層3的面積小于所述吸收層4的面積，然后如圖8所示，去除氮化硅層6。

具體的，當(dāng)腐蝕InP層時(shí)，所述選擇性腐蝕溶液為HCl和H₃PO₄的混合溶液；當(dāng)腐蝕InGaAs層或InGaAsP層時(shí)，所述選擇性腐蝕溶液為H₂SO₄、H₂O₂和H₂O的混合溶液。由于所述收集層3為N型摻雜的InP層，故此步驟中所述選擇性腐蝕溶液為HCl和H₃PO₄的混合溶液。

需要說明的是，所述腐蝕溶液的腐蝕速率與腐蝕溶液的配比及待腐蝕的材料厚度相關(guān)；優(yōu)選地，此步驟中所述選擇性腐蝕溶液HCl和H₃PO₄的摩爾比為1:3，該選擇性腐蝕溶液的腐蝕速率為500nm/min。進(jìn)一步通過調(diào)整腐蝕時(shí)間，即可實(shí)現(xiàn)待腐蝕材料的腐蝕面積可控。

如圖9所示，采用光刻、帶膠剝離工藝在所述P型重?fù)诫s上接觸層5上表面生長(zhǎng)上電極金屬層7，及在所述及N型重?fù)诫s下接觸層2上表面生長(zhǎng)下電極金屬層8，然后退火，形成歐姆接觸。

如圖10所示，對(duì)S5所述結(jié)構(gòu)進(jìn)行平坦化處理，及制作金屬引線9和焊盤10，最后解理，完成器件制作。

需要說明的是，為降低寄生電容來提高RC響應(yīng)帶寬，可采用BCB(苯并環(huán)丁烯)或聚酰亞胺等覆蓋臺(tái)面，進(jìn)行器件平坦化；同時(shí)也起到鈍化、降低暗電流的作用。

需要說明的是，焊盤10的信號(hào)端和地間距保證其特征阻抗為50歐姆左右，金屬引線9用于將較小的器件端電極與較寬的焊盤連接。

實(shí)施例二

如圖9和圖10所示，本實(shí)施例提供一種單行載流子光探測(cè)器結(jié)構(gòu)，所述光探測(cè)器結(jié)構(gòu)包括：

半絕緣襯底1；

位于所述半絕緣襯底1上表面的N型重?fù)诫s下接觸層2；

位于所述N型重?fù)诫s下接觸層2上表面的收集層3；

位于所述N型重?fù)诫s下接觸層2上表面、同時(shí)位于所述收集層3兩側(cè)的下電極金屬層8；

位于所述收集層3上表面的吸收層4；

位于所述吸收層4上表面的P型重?fù)诫s上接觸層5；以及

位于所述P型重?fù)诫s上接觸層5上表面的上電極金屬層7；

其中，所述收集層3的面積小于所述吸收層4的面積。

具體的，所述收集層為低摻雜的N型InP層，所述吸收層為P型摻雜的InGaAs層。

具體的，所述收集層與吸收層之間還設(shè)有2～3層InGaAsP層。

具體的，所述光探測(cè)器為頂面入射或背入射結(jié)構(gòu)。

實(shí)施例三

本實(shí)施例提供一種單行載流子光探測(cè)器的制作方法，所述制作方法包括：

S1：在半絕緣襯底上從下到上依次生長(zhǎng)波導(dǎo)層、N型重?fù)诫s下接觸層、收集層、吸收層、及P型重?fù)诫s上接觸層；

S2：對(duì)S1所述結(jié)構(gòu)進(jìn)行光刻，并采用選擇性腐蝕溶液對(duì)P型重?fù)诫s上接觸層及吸收層進(jìn)行腐蝕，暴露出部分收集層；

S3：在S2所述結(jié)構(gòu)上表面生長(zhǎng)氮化硅層，并采用光刻工藝去除收集層上表面的氮化硅層；

S4：采用選擇性腐蝕溶液對(duì)所述收集層進(jìn)行腐蝕，使所述收集層的面積與所述吸收層的面積相等，之后對(duì)所述收集層繼續(xù)腐蝕，直至所述收集層的面積小于所述吸收層的面積，然后去除氮化硅層；

S5：采用光刻、帶膠剝離工藝在所述P型重?fù)诫s上接觸層上表面生長(zhǎng)上電極金屬層，及在所述及N型重?fù)诫s下接觸層上表面生長(zhǎng)下電極金屬層，然后退火，形成歐姆接觸；

S6：對(duì)S5所述結(jié)構(gòu)進(jìn)行平坦化處理，及制作金屬引線和焊盤，最后解理，完成器件制作。

下面請(qǐng)參閱圖11至圖18對(duì)本實(shí)施例所述制作方法進(jìn)行詳細(xì)說明。

如圖11所示，在半絕緣襯底1上從下到上依次生長(zhǎng)波導(dǎo)層11、N型重?fù)诫s下接觸層2、收集層3、吸收層4、及P型重?fù)诫s上接觸層5。

需要說明的是，本實(shí)施例所述光探測(cè)器為邊入射結(jié)構(gòu)。

首先，采用干法刻蝕或濕法腐蝕工藝在所述半絕緣襯底1上生長(zhǎng)所述波導(dǎo)層11，其中，所述波導(dǎo)層11的材料為InGaAsP。

然后，采用金屬-有機(jī)物化學(xué)氣相沉積法或分子束外延在所述波導(dǎo)層上生長(zhǎng)N型重?fù)诫s下接觸層2、收集層3、吸收層4及P型重?fù)诫s上接觸層5。優(yōu)選地，在本實(shí)施例中，采用金屬-有機(jī)物化學(xué)氣相沉積法生長(zhǎng)各層；所述金屬-有機(jī)物化學(xué)氣相沉積法較分子束外延，成本更低。

具體的，所述半絕緣襯底1為半絕緣InP襯底或半絕緣GaAs襯底；優(yōu)選地，在本實(shí)施例中，所述半絕緣襯底1為半絕緣InP襯底；相較于半絕緣GaAs襯底，所述半絕緣InP襯底具有高遷移率。

具體的，所述收集層3為N型摻雜的InP層，所述吸收層4為P型摻雜的InGaAs層。

需要說明的是，所述收集層3的摻雜濃度一般為10^16左右，所述吸收層4的摻雜濃度一般為10^17～10^18。

具體的，所述收集層3與吸收層4之間還可采用金屬-有機(jī)物化學(xué)氣相沉積法或分子束外延生長(zhǎng)2～3層InGaAsP層，用于平滑帶隙。

如圖12所示，對(duì)S1所述結(jié)構(gòu)進(jìn)行光刻，并采用選擇性腐蝕溶液對(duì)P型重?fù)诫s上接觸層5及吸收層4進(jìn)行腐蝕，暴露出部分收集層3。

具體的，當(dāng)腐蝕InP層時(shí)，所述選擇性腐蝕溶液為HCl和H₃PO₄的混合溶液；當(dāng)腐蝕InGaAs層或InGaAsP層時(shí)，所述選擇性腐蝕溶液為H₂SO₄、H₂O₂和H₂O的混合溶液。由于所述吸收層4為P型摻雜的InGaAs層，故此步驟中所述選擇性腐蝕溶液為H₂SO₄、H₂O₂和H₂O的混合溶液。

需要說明的是，所述腐蝕溶液的腐蝕速率與腐蝕溶液的配比及待腐蝕的材料厚度相關(guān)；優(yōu)選地，此步驟中所述選擇性腐蝕溶液H₂SO₄、H₂O₂和H₂O的摩爾比為3:1:50，該選擇性腐蝕溶液的腐蝕速率為80nm/min。進(jìn)一步通過調(diào)整腐蝕時(shí)間，即可實(shí)現(xiàn)待腐蝕材料的腐蝕面積可控。

如圖13所示，在S2所述結(jié)構(gòu)上表面生長(zhǎng)氮化硅層6，并采用光刻工藝去除收集層3上表面的氮化硅層，得到如圖14所示結(jié)構(gòu)。

如圖15所示，采用選擇性腐蝕溶液對(duì)所述收集層3進(jìn)行腐蝕，使所述收集層3的面積與所述吸收層4的面積相等，之后如圖16所示，對(duì)所述收集層3繼續(xù)腐蝕，直至所述收集層3的面積小于所述吸收層4的面積，然后如圖17所示，去除氮化硅層6。

具體的，當(dāng)腐蝕InP層時(shí)，所述選擇性腐蝕溶液為HCl和H₃PO₄的混合溶液；當(dāng)腐蝕InGaAs層或InGaAsP層時(shí)，所述選擇性腐蝕溶液為H₂SO₄、H₂O₂和H₂O的混合溶液。由于所述收集層3為N型摻雜的InP層，故此步驟中所述選擇性腐蝕溶液為HCl和H₃PO₄的混合溶液。

需要說明的是，所述腐蝕溶液的腐蝕速率與腐蝕溶液的配比及待腐蝕的材料厚度相關(guān)；優(yōu)選地，此步驟中所述選擇性腐蝕溶液HCl和H₃PO₄的摩爾比為1:3，該選擇性腐蝕溶液的腐蝕速率為500nm/min。進(jìn)一步通過調(diào)整腐蝕時(shí)間，即可實(shí)現(xiàn)待腐蝕材料的腐蝕面積可控。

如圖18所示，采用光刻、帶膠剝離工藝在所述P型重?fù)诫s上接觸層5上表面生長(zhǎng)上電極金屬層7，及在所述及N型重?fù)诫s下接觸層2上表面生長(zhǎng)下電極金屬層8，然后退火，形成歐姆接觸。

如圖19所示，對(duì)S5所述結(jié)構(gòu)進(jìn)行平坦化處理，及制作金屬引線9和焊盤10，最后解理，完成器件制作。

需要說明的是，為降低寄生電容來提高RC響應(yīng)帶寬，可采用BCB(苯并環(huán)丁烯)或聚酰亞胺等覆蓋臺(tái)面，進(jìn)行器件平坦化；同時(shí)也起到鈍化、降低暗電流的作用。

需要說明的是，焊盤10的信號(hào)端和地間距保證其特征阻抗為50歐姆左右，金屬引線9用于將較小的器件端電極與較寬的焊盤連接。

實(shí)施例四

如圖18和圖19所示，本實(shí)施例提供一種單行載流子光探測(cè)器結(jié)構(gòu)，所述光探測(cè)器結(jié)構(gòu)包括：

半絕緣襯底1；

位于所述半絕緣襯底1上表面的波導(dǎo)層11；

位于所述波導(dǎo)層11上表面的N型重?fù)诫s下接觸層2；

位于所述N型重?fù)诫s下接觸層2上表面的收集層3；

位于所述N型重?fù)诫s下接觸層2上表面、同時(shí)位于所述收集層3兩側(cè)的下電極金屬層8；

位于所述收集層3上表面的吸收層4；

位于所述吸收層4上表面的P型重?fù)诫s上接觸層5；以及

位于所述P型重?fù)诫s上接觸層5上表面的上電極金屬層7；

其中，所述收集層3的面積小于所述吸收層4的面積。

具體的，所述波導(dǎo)層為InGaAsP層，所述收集層為低摻雜的N型InP層，所述吸收層為P型摻雜的InGaAs層。

具體的，所述收集層與吸收層之間還設(shè)有2～3層InGaAsP層。

具體的，所述光探測(cè)器為邊入射結(jié)構(gòu)。

綜上所述，本發(fā)明的單行載流子光探測(cè)器結(jié)構(gòu)及其制作方法，具有以下有益效果：

1.與傳統(tǒng)的UTC-PD相比，本發(fā)明采用分步腐蝕的方法制作出收集層比吸收層面積小的器件結(jié)構(gòu)，在相同吸收層厚度、面積條件下，本發(fā)明所述器件結(jié)構(gòu)的結(jié)電容更小，因而具有更大的RC響應(yīng)帶寬；在吸收層厚度相同的條件下，即載流子輸運(yùn)帶寬相同(載流子渡越時(shí)間相等)，器件總帶寬更高；在相同收集層面積及相同吸收層厚度條件下(RC帶寬、渡越帶寬相同)，本發(fā)明所述結(jié)構(gòu)具有更大的吸收層面積，因而具有更大的響應(yīng)度，可以在更高入射光功率下工作，更適于高速高功率的應(yīng)用。

2.本發(fā)明所述結(jié)構(gòu)制作工藝簡(jiǎn)單，并且通過控制選擇性腐蝕溶液的腐蝕速率和腐蝕時(shí)間，使得收集層面積縮小程度可控，易于實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品化。

所以，本發(fā)明有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺點(diǎn)而具高度產(chǎn)業(yè)利用價(jià)值。

上述實(shí)施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。