专利名称：用于铟镓砷/磷化铟平面pin光电探测器芯片制作的外延片结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于铟镓砷/磷化铟平面PIN光电探测器芯片制作的外延片结构。
背景技术：
铟镓砷/磷化铟PIN光电探测器成功应用于光传输系统是八十年代中期的事情，起初，这种器件的芯片结构是一种所谓的“台面”结构，由于“台面”结构的P-N结裸露在外界，所以其稳定性和可靠性一直存在问题，后来，聚酰亚胺成功应用于器件的钝化，使器件的稳定性和可靠性获得了很大提高，但器件的暗电流比较大，究其原因，是“台面”漏电产生的；解决这一问题根本办法是将器件改为平面结构。
随着材料技术的进步，气相外延技术的实用化，液相外延被气相外延所代替，器件由“台面”结构变成平面结构；当铟镓砷/磷化铟PIN光电探测器芯片顶层是磷化铟时，其稳定性可靠性，暗电流会得到本质改善；由于磷化铟是宽带隙材料，欧姆接触便成为影响器件特性好坏的重要因素。
发明内容
铟镓砷/磷化铟平面PIN光电探测器芯片的接触电阻影响了器件的基本特性，为了得到低接触电阻高质量的PIN光电探测器芯片，芯片的顶层接触层应为窄带隙材料，本发明的目的在于降低芯片的接触电阻，其外延片结构为GaxIn1-xAsyP1-y/磷化铟/GaInAs/磷化铟/磷化铟衬底，顶层材料为GaxIn1-xAsyP1-y，带隙可以通过改变材料组分调节；本发明的技术方案是在磷化铟衬底上依次由以下层次构成(1)第一层磷化铟缓冲层；(2)第二层镓铟砷(GaInAs)吸收层；
(3)第三层磷化铟“光窗”层；(4)第四层GaxIn1-xAsyP1-y接触层，其中入g在1.1-1.6微米。
衬底是高掺杂磷化铟单晶片，磷化铟缓冲层的掺杂杂质为硅或者硫，镓铟砷吸收层是非掺杂的本征层，磷化铟“光窗”层是非掺杂的本征层，GaxIn1-xAsyP1-Y接触层是非掺杂的本征层。
本发明的的有益效果在于1、采用GaxIn1-xAsyP1-y接触层，克服了由于金属与磷化铟之间大的接触势垒问题，使器件的串联电阻得到明显降低；2、器件的串联电阻的降低，使器件的光电特性如频率特性，动态范围，工作电压得到明显改善和提高。
图1是本发明实施例外延片结构剖面图。
1磷化铟衬底，2磷化铟缓冲层，3镓铟砷(GaInAs)吸收层，4磷化铟“光窗”层，5GaxIn1-xAsyP1-y接触层。
具体实施例方式如图所示，首先在磷化铟(N+-磷化铟)衬底片上用MOCVD法生长低缺陷磷化铟缓冲层；接着在磷化铟缓冲层上生长非掺杂镓铟砷三元有源层，该层的作用是使长波长入射光在该层吸收，光激发使电子从价带跃迁到导带，产生光生电子-孔穴对，完成将光信号转换成电信号功能；再在镓铟砷三元有源层上生长磷铟“光窗”层，该层决定了短波长光吸收限，对长波长入射光，该层是透明的；最后在磷化铟“光窗”层上生长GaxIn1-xAsyP1-y四元接触层，该层实现欧姆接触，降低接触电阻，改善器件的光电特性。
权利要求
1.用于铟镓砷/磷化铟平面PIN光电探测器芯片制作的外延片结构，在磷化铟衬底上依次由以下层次构成(1)第一层磷化铟缓冲层；(2)第二层镓铟砷(GaInAs)吸收层；(3)第三层磷化铟“光窗”层；(4)第四层GaxIn1-xAsyP1-y接触层，截止波长为1.1-1.6微米。
2.根据权利要求1所述的一种用于铟镓砷/磷化铟平面PIN光电探测器芯片制作的外延片结构，其特征是衬底为高掺杂磷化铟单晶片；
3.根据权利要求1所述的一种用于铟镓砷/磷化铟平面PIN光电探测器芯片制作的外延片结构，其特征是磷化铟缓冲层的掺杂杂质为硅或者硫；
4.根据权利要求1所述的一种用于铟镓砷/磷化铟平面PIN光电探测器芯片制作的外延片结构，其特征是镓铟砷吸收层是非掺杂的本征层；
5.根据权利要求1所述的一种用于铟镓砷/磷化铟平面PIN光电探测器芯片制作的外延片结构，其特征是磷化铟“光窗”层是非掺杂的本征层；
6.根据权利要求1所述的一种用于铟镓砷/磷化铟平面PIN光电探测器芯片制作的外延片结构，其特征是GaxIn1-xAsyP1-Y接触层是非掺杂的本征层。
全文摘要
本发明公开一种制造长波长光通信用铟镓砷/磷化铟平面PIN光电探测器芯片的III－V族化合物半导体材料；在进行铟镓砷/磷化铟平面PIN光电探测器芯片制作中，外延片结构决定了芯片的基本光电特性，制作这种芯片的外延片顶层常用磷化铟材料；本发明提供了一种新的外延片结构其顶层不是磷化铟二元层，而是Ga
文档编号H01L31/105GK1767217SQ20041003617
公开日2006年5月3日 申请日期2004年10月25日 优先权日2004年10月25日
发明者徐之韬 申请人:厦门三安电子有限公司