[发明专利]磷化铟基波导探测器及其制备方法

权利要求书

1.一种磷化铟基波导探测器，包括：

磷化铟衬底；

沉积于所述磷化铟衬底上的外延结构层，所述外延结构层包括：

第一欧姆接触层，形成于所述磷化铟衬底上；

强化吸收层，形成于所述第一欧姆接触层上，所述强化吸收层形成包层-吸收层-包层结构，用于吸收红外波段的光波；

第二欧姆接触层，形成于所述强化吸收层上；

其中，强化吸收层整体折射率大于所述第一欧姆接触层和所述第二欧姆接触层；

第一电极，与所述第一欧姆接触层连接；以及

第二电极，与所述第二欧姆接触层连接。

2.如权利要求1所述的探测器，还包括：

二氧化硅钝化层，覆盖于所述外延结构层外的所述磷化铟衬底，以及覆盖所述外延结构层上除所述第一电极和所述第二电极之外的区域；

聚酰亚胺平坦化层，覆盖所述二氧化硅钝化层。

3.如权利要求1所述的探测器，其中，所述强化吸收层包括由所述第一欧姆接触层至上依次形成的：

第一包层，所述第一包层的折射率大于所述第一欧姆接触层和所述第二欧姆接触层的折射率；

吸收层，所述吸收层的折射率大于所述第一包层的折射率；以及

第二包层，所述第二包层预设折射率大于所述第一欧姆接触层和所述第二欧姆接触层的折射率，且小于所述吸收层的折射率；

其中，所述强化吸收层利用层内结构折射率的变化以及与所述第一欧姆接触层和所述第二欧姆接触层折射率的变化，吸收红外波段的光波。

4.如权利要求3所述的探测器，其中，所述第一包层的厚度由所述第一包层的折射率确定；

所述第二包层的厚度由所述第二包层的折射率确定；以及

所述吸收层厚度小于1μm。

5.如权利要求3所述的探测器，其中，所述第一包层材料包括InGaAsP或InAlGaAs；

所述第二包层材料包括InGaAsP或InAlGaAs。

6.如权利要求5所述的探测器，其中，所述第一包层材料包括InGaAsP或InAlGaAs，掺杂类型包括n型掺杂，掺杂离子包括硅、碲、碳中任一种；

所述第二包层材料包括InGaAsP或InAlGaAs，掺杂类型包括p型掺杂，掺杂离子包括铍或锌；以及

所述第一包层的材料、掺杂类型和掺杂离子可以与所述第二包层互换。

7.如权利要求6所述的探测器，其中，所述第一欧姆接触层材料包括InP或GaAs，掺杂类型包括n型掺杂，掺杂离子包括硅、碲、碳中任一种；

所述第二欧姆接触层材料包括InP或GaAs，掺杂类型包括p型掺杂，掺杂离子包括铍或锌；

所述第一欧姆接触层的材料、掺杂类型和掺杂离子可以与所述第二欧姆接触层互换；以及

所述第一欧姆接触层的极性与所述第一包层保持一致，所述第二欧姆接触层的极性与所述第二包层保持一致。

8.如权利要求7所述的探测器，其中，所述第一电极材料包括AuGeNi/Au合金；

所述第二电极材料包括Ti/Au或Ti/Pt/Au；

所述第一电极的材料可以与所述第二电极互换；以及

所述第一电极的极性与第一欧姆接触层保持一致，所述第二电极的极性与所述第二欧姆接触层保持一致。

9.如权利要求2所述的探测器，其中，所述聚酰亚胺平坦化层的介电常数小于所述二氧化硅钝化层的介电常数。

10.一种制备磷化铟基波导探测器的方法，包括：

在磷化铟衬底上生长外延结构层，由所述磷化铟衬底至上依次生长第一欧姆接触层、第一包层、吸收层、第二包层、第二欧姆接触层；

在外延结构层外部进行光刻和/或刻蚀处理形成第一台面，所述第一台面包括所述第二欧姆接触层、所述第二包层、所述吸收层和所述第一包层；

得到所述第一台面后，在所述外延结构层外部进行光刻和/或刻蚀处理形成第二台面，所述第二台面包括所述第一欧姆接触层；

在所述外延结构层外部进行钝化处理形成二氧化硅钝化层；

在所述二氧化硅钝化层上通过光刻和刻蚀露出第一台面接触窗口；

在所述二氧化硅钝化层上通过光刻和固化形成聚酰亚胺平坦化层；

在所述二氧化硅钝化层上通过光刻和刻蚀露出第二台面接触窗口；

对所述外延结构层进行离子束溅射和/或剥离处理形成第一电极；

对所述外延结构层进行离子束溅射和/或剥离处理形成第二电极；

对所述磷化铟衬底进行减薄处理，将相对所述外延结构层的另一面衬底减薄，减薄后的磷化铟衬底厚度小于150μm；

对所述磷化铟衬底以及其上生长的结构层进行解理，得到预设尺寸的所述磷化铟基波导探测器。