专利汇可以提供一种单片集成型平衡光电探测器芯片及制作方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 属 半导体 技术领域,具体涉及一种单片集成型平衡光电探测器芯片,所述芯片包括两个并行的光电探测器单元 串联 集成,光电探测器单元为正入光、 台面 型双异质PIN结构;光电探测器单元采用半绝缘衬底,半绝缘衬底上沉积有半导体材料结构 外延 层;芯片的台面上设置有P 电极 、N电极以及 信号 输出端,且P电极、N电极和信号输出端为同面引出;其中,P电极通过从P+区域的 接触 环电极引出,并经过台面延伸到半绝缘衬底表面;N电极从N+区域的半导体接触层引出到半绝缘衬底表面;信号输出端由两个探测器单元的串联连接处引出;本发明将两个并行InGaAs光电探测器串联单片集成,降低了单元间的间距和寄生参数,实现了高速率和集成化。,下面是一种单片集成型平衡光电探测器芯片及制作方法专利的具体信息内容。
1.一种单片集成型平衡光电探测器芯片,其特征在于,包括两个并行的光电探测器单元(1)串联集成,光电探测器单元(1)为正入光、台面型双异质PIN结构;光电探测器单元采用半绝缘衬底(2),半绝缘衬底(2)上沉积有半导体材料结构的外延层;
单片集成型平衡光电探测器芯片的台面上设置有P电极(13)、N电极(15)以及信号输出端(14),且P电极(13)、N电极(15)和信号输出端(14)采用同面引出;其中,P电极(13)从P+区域的接触环电极(16)引出,并经过台面延伸到半绝缘衬底表面;N电极(15)从N+区域的半导体接触层引出到半绝缘衬底表面;信号输出端(14)由两个探测器单元的串联连接处引出。
2.根据权利要求1所述的一种单片集成型平衡光电探测器芯片,其特征在于,半绝缘衬底外延层从下到上依次沉积第一半导体接触层(21)、本征吸收层(22)、半导体帽层(23)以及第二半导体接触层(24)。
3.根据权利要求2所述的一种单片集成型平衡光电探测器芯片,其特征在于,第一半导
18 -3 18 -3
体接触层(21)的掺杂浓度大于5×10 cm ;半导体帽层(23)的掺杂浓度大于1×10 cm ;第二半导体接触层(24)的掺杂浓度大于5×1018cm-3。
4.根据权利要求2~3所述的任一一种单片集成型平衡光电探测器芯片,其特征在于,半导体包括InP半导体、GaAs半导体、Si半导体或者GaN半导体;本征吸收层(22)的材料包括:InGaAs半导体材料、Ge半导体材料或者GaAs半导体材料。
5.根据权利要求1所述的一种单片集成型平衡光电探测器芯片,其特征在于,所述单片集成型平衡光电探测器芯片中有两个光敏区,分别为第一光敏区(11)、第二光敏区(12),通过集成型平衡光电探测器芯片的工作带宽调整两个光敏区的直径大小;由于两个平衡光电探测器单元为垂直正入射型,根据入射空间光距离,调整单片集成型平衡光电探测器芯片中的两个光敏区的中心距离D。
6.一种单片集成型平衡光电探测器芯片制作方法,其特征在于,所述方法步骤包括:
S1:在半绝缘衬底(2)上,通过金属有机化合物化学气相沉积MOCVD或分子束外延MBE依次沉积第一半导体接触层(21)、本征吸收层(22)、半导体帽层(23)和第二半导体接触层(24);
S2:采用光刻工艺刻定义P型台面区域,以ICP干法方式或RIE干法方式将台面刻蚀至第一半导体接触层(21);或者以湿法方式将台面刻蚀至第一半导体接触层(21);或者采用干法和湿法两种相结合的方式将台面刻蚀至第一半导体接触层(21);
S3:采用光刻工艺刻定义N型台面区域,以ICP干法方式或RIE干法方式将台面刻蚀至半绝缘衬底(2);或者以湿法方式将台面刻蚀至半绝缘衬底(2);或者采用干法和湿法两种相结合的方式将台面刻蚀至半绝缘衬底(2);
S4:对各个区域的外表进行钝化,从而形成表面钝化膜;
S5:用光刻的方法在台面上的SiO2掩模上定义出光敏区图形,HF刻蚀出光敏区;
S6:采用带胶剥离法制作P电极(13)和N电极(15);
S7:采用快速退火法对上述电极的金属层进行处理,确保良好的P电极(13)和N电极(15)的欧姆接触;
S8:采用化学机械抛光的方式将外延片减薄抛光至100μm~200μm;
S9:对晶圆进行划片解理,完成芯片制作。
7.根据权利要求6所述的一种单片集成型平衡光电探测器芯片制作方法,其特征在于,所述刻蚀出P型台面区域包括:
S21:将晶片用煮剥离液清洁,在采用去离子水将晶片冲洗干净以及去除表面水份;
S22:采用ICP干法将沉积的材料刻蚀一定深度;
S23:采用湿法腐蚀液对外延层进行P台面刻蚀,P台面刻蚀需要刻蚀到第一半导体接触层(21);
S24:将晶片在腐蚀液中浸泡规定时间后用去离子水冲洗,煮剥离液去胶;
S25:清洁晶片后,重新生长一层SiO2掩模,对刻蚀好的台面进行钝化保护;
刻蚀出N型台面区域的方法与刻蚀P型台面区域的方法相同。
8.根据权利要求6所述的一种单片集成型平衡光电探测器芯片制作方法,其特征在于,所述钝化膜的形成方式包括采用等离子增强化学气相淀积PECVD沉积SiNx、SiO2或SiNxOy介质膜,或者涂敷苯并环丁烯BCB或聚酰亚胺PI。
9.根据权利要求6所述的一种单片集成型平衡光电探测器芯片制作方法,其特征在于,所述P电极(12)和N电极(13)的制作包括:
S61:用光刻的方法在氮化硅增透膜表面定义出电极孔;
S62:用氢氟酸将多余膜层腐蚀,刻蚀出P型接触孔和N型接触孔;
S63:采用光刻剥离法制作电极的金属接触层;
S64:用快速退火法对上述电极的金属层进行处理,确保P型金属层、N型金属层良好的欧姆接触;
S65:用旋转涂敷的方式在晶片表面涂一层苯丙环丁烯BCB;
S66:在低温85℃~95℃的条件下将苯丙环丁烯BCB烘烤18min~22min进行预固化,然后在退火炉中用270℃~290℃高温对BCB进行彻底固化处理;
S67:用光刻方法刻蚀出图形,露出需要加厚的金属层位置;
S68:采用光刻剥离工艺方式,在BCB上定义出CPW共平面电极的蒸镀区域,采用电镀的方法在BCB表面制作CPW延伸电极,并与P区金属层接触和N区金属层接触;完成电极的制作。
标题 | 发布/更新时间 | 阅读量 |
---|---|---|
一种用于全光调制的石墨烯等离激元器件及制备方法 | 2020-05-08 | 500 |
一种半导体异质结构制备方法及其用途 | 2020-05-08 | 650 |
一种高质量氧化镓薄膜及其同质外延生长方法 | 2020-05-12 | 820 |
T栅N面GaN/AlGaN鳍式高电子迁移率晶体管 | 2020-05-14 | 121 |
一种Te/MoS2范德华异质结构及其制备方法和应用 | 2020-05-13 | 854 |
一种省隔离器边发射光器件及制作方法 | 2020-05-08 | 1026 |
GaN基横向超结器件及其制作方法 | 2020-05-11 | 963 |
氧化物半导体装置以及氧化物半导体装置的制造方法 | 2020-05-14 | 673 |
用于形成竖向延伸的存储器单元串的阵列的方法 | 2020-05-13 | 908 |
一种增强型AlN/AlGaN/GaN HEMT器件 | 2020-05-08 | 242 |
高效检索全球专利专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台,是提供专利分析,专利查询,专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。
我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据,免费查、免费专利分析。
专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析,涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度,系统通过AI智能系统对图表进行解读,只需1分钟,一键生成行业专利分析报告。