[实用新型]一种短距离通信高速光电二极管芯片

说明书

本实用新型公开了一种短距离通信高速光电二极管芯片，本实用新型技术方案采用非掺杂GaAs衬底，在非掺杂GaAs衬底上形成与非掺杂GaAs衬底晶格匹配的外延功能层，可以使得接收速率为10Gbps的光电二极管芯片在小于1公里的范围内接收850nm的光信号，扩大了接收速率为10Gbps的光电二极管芯片在小于1公里的范围内接收850nm的光信号。

技术领域

本实用新型涉及半导体器件技术领域，更具体的说，涉及一种短距离通信高速光电二极管芯片。

背景技术

随着科学技术的不断发展，光通信技术广泛的应用于人们的日常生活和工作当中，为人们的日常生活和工作带来了巨大的便利，成为当今人们不可或缺的重要工具。

目前，基于光通信技术的云计算以及语音视频迅速发展，各大网络中心建立了大型以及超大型的数据中心，对数据传输的带宽需求越来越大，现有光电二极管芯片的接收速率常见的为1.25Gbps以及2.5Gbps，现有光电二极管芯片的接收速率已经不能满足数据传输的需求，接收速率为10Gbps的光电二极管芯片成为当前光电二极管芯片领域一个主要发展方向。

现有接收速率为10Gbps的光电二极管芯片一般都是用于接收1310nm的光信号或是1550nm的光信号的长距离(数公里或是数十公里)通信用于光电二极管芯片，不适合短距离接收光信号，限制了接收速率为10Gbps的光电二极管芯片的使用范围。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型技术方案提供了一种短距离通信高速光电二极管芯片，可以使得接收速率为10Gbps的光电二极管芯片在小于1公里的范围内接收850nm的光信号。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种光电二极管芯片，所述光电二极管芯片包括：

芯片衬底，所述芯片衬底为非掺杂GaAs衬底；

设置在所述芯片衬底一侧表面的外延功能层；所述外延功能层具有位于所述芯片衬底表面的负极凸台以及位于所述负极凸台背离所述芯片衬底一侧表面的正极凸台；所述负极凸台背离所述芯片衬底一侧的表面具有第一区域以及包围所述第一区域的第二区域，所述正极凸台位于所述第一区域；

位于所述正极凸台背离所述负极凸台一侧表面的第一电极环；

位于所述第二区域的第二电极环。

优选的，在上述光电二极管芯片中，所述外延功能层包括与所述非掺杂GaAs衬底晶格匹配的多层子功能层；

所述多层子功能层在垂直于所述芯片衬底的方向上层叠设置。

优选的，在上述光电二极管芯片中，所述多层子功能层包括：在所述芯片衬底的同一侧依次外延生长的缓冲层、吸收层、本征层以及顶层；所述顶层表面设置有接触层；

所述缓冲层用于形成所述负极凸台，所述吸收层、所述本征层以及所述顶层用于形成所述正极凸台；

所述接触层包括位于所述第一电极环与所述顶层之间的接触单元，用于减少接触电阻。

优选的，在上述光电二极管芯片中，所述缓冲层为n型GaAs层；所述吸收层为n型AlGaAs层；所述本征层为本征GaAs层；所述顶层为p型AlGaAs层；所述接触层为p型GaAs层。

优选的，在上述光电二极管芯片中，所述外延功能层中，所述吸收层的掺杂浓度最大。

优选的，在上述光电二极管芯片中，所述外延功能层中，至少包括如下方式之一：

所述缓冲层的厚度大于2μm，且小于5μm，掺杂浓度大于1×10¹⁸cm^-3；