[发明专利]一种谐振增强型光探测器及其制备方法

说明书

本发明实施例提供一种谐振增强型光探测器及其制备方法，谐振增强型光探测器包括：由下至上依次形成的第一亚波长光栅层、衬底、第一接触层、吸收层、第二接触层、光栅间隔层以及第二亚波长光栅层，所述第一接触层和所述第二接触层上分别形成有n型接触电极和p型接触电极。该光探测器具有高量子效率、高响应带宽、偏振敏感、可实现角度偏转、制作工艺简单的优点。

技术领域

本发明涉及光通信技术领域，尤其涉及一种谐振增强型光探测器及其制备方法。

背景技术

随着光电探测器在光通信系统、成像系统和军事领域中的广泛使用，光电探测器朝着高性能和高集成度的方向发展。传统的谐振腔增强型光电探测器(RCE-PD，ResonantCavity Enhanced-Photo Detector)都是通过一定对数的上下分布式布拉格反射镜(DBR，Distributed Bragg Reflector)来实现光束在器件中的谐振，以此来增强RCE-PD的光吸收率进而增强器件的响应度。然而，由于DBR两种材料之间折射率差较小的问题，导致DBR的对数较多，造成了RCE-PD功能单一和制备较难的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种谐振增强型光探测器及其制备方法，用以解决传统的谐振腔增强型光电探测器功能单一和制备较难的问题。

第一方面，本发明实施例提供一种谐振增强型光探测器，包括：

由下至上依次形成的第一亚波长光栅层、衬底、第一接触层、吸收层、第二接触层、光栅间隔层以及第二亚波长光栅层，所述第一接触层和所述第二接触层上分别形成有n型接触电极和p型接触电极。

可选地，所述第一亚波长光栅层和所述第二亚波长光栅层的光栅图案均为一维非周期高折射率差亚波长光栅。

可选地，所述第一亚波长光栅层和所述第二亚波长光栅层的光栅图案均为非周期光栅，所述光栅图案由AlGaAs与Al₂O₃交替排列组成，反射率大于90％，光谱宽度为300～700nm。

可选地，所述第一接触层、吸收层和第二接触层分别为N-GaAs、I-GaAs以及P-AlGaAs。

可选地，所述N-GaAs的厚度为500nm，载流子浓度为4×10¹⁸cm^-3；所述I-GaAs为弱n型吸收层，所述I-GaAs的厚度为310nm，载流子浓度为1×10¹⁴cm^-3；所述P-AlGaAs的厚度为300nm，载流子浓度为5×10¹⁹cm^-3。

可选地，所述光栅间隔层为GaInp光栅间隔层。

第二方面，本发明实施例提供一种谐振增强型光探测器的制备方法，包括：

在衬底背面生长第一亚波长光栅层；

在衬底正面由下至上依次生长第一接触层、吸收层、第二接触层、光栅间隔层以及第二亚波长光栅层，所述第一接触层和所述第二接触层上分别形成有n型接触电极和p型接触电极。

可选地，所述方法还包括：

采用湿法氧化方式分别对所述第一亚波长光栅层和所述第二亚波长光栅层进行局部氧化，以形成非周期的亚波长光栅层。

可选地，所述第一亚波长光栅层和所述第二亚波长光栅层为生长厚度均为250nm的Al_0.98Ga_0.02As，其中，Al与Ga的比例为0.98:0.02。