【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【】本申請涉及半導(dǎo)體制造，尤其涉及一種光電二極管芯片的制備方法及設(shè)備和光電二極管芯片。
技術(shù)介紹
0、
技術(shù)介紹
1、光電二極管芯片是電子電路中廣泛采用的光敏器件，其pn結(jié)面積較大，作為光敏面接收入射光產(chǎn)生電流，入射光的強(qiáng)度越大，產(chǎn)生的反向電流越大。換言之，其原理在于通過入射光的變化帶來光電二極管芯片的電流變化，實(shí)現(xiàn)光信號到電信號的轉(zhuǎn)化。
2、目前，市面上的光電二極管芯片對于1310nm波長的入射光具有有效響應(yīng)，但是實(shí)際環(huán)境中還存在300-755nm的低波長可見光，該可見光作為噪聲同樣使光電二極管芯片發(fā)生響應(yīng)，影響光電二極管芯片的工作效果，對光電二極管芯片所在電路乃至整個(gè)產(chǎn)品產(chǎn)生負(fù)面影響。
3、因此，如何減小低波長可見光對光電二極管芯片的負(fù)面影響，成為目前亟待解決的技術(shù)問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
0、
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本申請實(shí)施例提供了一種光電二極管芯片的制備方法及設(shè)備和光電二極管芯片，旨在解決相關(guān)技術(shù)中低波長可見光影響光電二極管芯片的正常工作的技術(shù)問題。
2、第一方面，本申請實(shí)施例提供了一種光電二極管芯片的制備方法，用于將外延片制作成光電二極管芯片，所述外延片自表層至向底層依次包括p歐姆接觸層、擴(kuò)散窗口層、本征吸收層、n型材料接觸層和inp襯底層，該方法包括：
3、在p歐姆接觸層刻蝕出p歐姆接觸區(qū)域；
4、在當(dāng)前表層生長擴(kuò)散阻擋膜；
5、在擴(kuò)散窗口層形成擴(kuò)散孔，所述擴(kuò)散孔所在的第一區(qū)域
6、執(zhí)行zn擴(kuò)散處理，使所述第一區(qū)域形成高摻雜p+-inp的擴(kuò)散區(qū)，所述擴(kuò)散區(qū)由所述擴(kuò)散窗口層分布至本征吸收層；
7、對當(dāng)前的外延片進(jìn)行刻蝕處理，形成溝槽窗口，所述溝槽窗口所在的第二區(qū)域位于所述第一區(qū)域的外部，環(huán)繞所述第一區(qū)域，所述溝槽窗口貫穿所述p歐姆接觸層、所述擴(kuò)散窗口層、所述本征吸收層和n型材料接觸層，所述溝槽窗口位于inp襯底層；
8、在當(dāng)前表層生長抗反射膜；
9、對所述p歐姆接觸區(qū)域進(jìn)行刻蝕處理，得到p窗口，并在所述p窗口處引出p電極；
10、在所述溝槽窗口和所述溝槽窗口的邊緣延伸區(qū)域生長金屬反射膜；
11、在所述inp襯底層的背面制作n電極，形成光電二極管芯片。
12、在本申請的一個(gè)實(shí)施例中，可選地，該方法還包括：
13、在所述外延片的至少一側(cè)壁生長所述金屬反射膜。
14、在本申請的一個(gè)實(shí)施例中，可選地，所述金屬反射膜為ti、pt、au組合材質(zhì)，所述金屬反射膜中ti的厚度大于或等于30nm且小于或等于100nm；所述金屬反射膜中pt的厚度大于或等于30nm且小于或等于100nm；所述金屬反射膜中au的厚度大于或等于3000nm且小于或等于15000nm。
15、在本申請的一個(gè)實(shí)施例中，可選地，在所述inp襯底層的背面制作n電極之前，還包括：
16、對所述inp襯底層進(jìn)行厚度減薄處理；
17、在所述inp襯底層的外表面設(shè)置n電極的過程中，還包括：
18、對厚度減薄后的inp襯底層的背面濺射或蒸發(fā)ti、pt、au組合材質(zhì)，形成具有ti、pt、au組合材質(zhì)的n電極層。
19、在本申請的一個(gè)實(shí)施例中，可選地，所述n電極層中ti的厚度大于或等于50nm且小于或等于100nm；所述n電極層中pt的厚度大于或等于50nm且小于或等于100nm；所述n電極層中au的厚度大于或等于100nm且小于或等于200nm。
20、在本申請的一個(gè)實(shí)施例中，可選地，所述厚度減薄后的外延片的厚度大于或等于110μm且小于或等于160μm。
21、在本申請的一個(gè)實(shí)施例中，可選地，所述p歐姆接觸區(qū)域?yàn)閜歐姆接觸環(huán)；所述擴(kuò)散孔所在的第一區(qū)域容納所述p歐姆接觸環(huán)；所述溝槽窗口為環(huán)繞所述第一區(qū)域的封閉圓形溝槽或封閉多邊形溝槽。
22、在本申請的一個(gè)實(shí)施例中，可選地，所述p歐姆接觸區(qū)域?yàn)閜歐姆接觸塊；所述擴(kuò)散孔所在的第一區(qū)域容納所述p歐姆接觸塊；在對所述p歐姆接觸區(qū)域進(jìn)行刻蝕處理的同時(shí)，還包括：對所述p歐姆接觸塊臨近的部分?jǐn)U散區(qū)進(jìn)行刻蝕處理，其中，進(jìn)行刻蝕處理的全部區(qū)域?yàn)閜窗口，所述p窗口的形狀為塊狀；所述p電極所在的第三區(qū)域覆蓋所述p窗口所在位置，所述第三區(qū)域與所述光電二極管芯片的光敏面所覆蓋的第四區(qū)域非環(huán)繞式相鄰；所述溝槽窗口為環(huán)繞所述第一區(qū)域的未封閉弧形溝槽或未封閉多邊形溝槽，所述未封閉弧形或所述未封閉多邊形的未封閉位置由所述第三區(qū)域覆蓋。
23、第二方面，本申請實(shí)施例提供了一種光電二極管芯片，其特征在于，由上述第一方面任一項(xiàng)所述的光電二極管芯片的制備方法制備所得，所述光電二極管芯片包括：
24、擴(kuò)散窗口層，設(shè)置有擴(kuò)散孔，所述擴(kuò)散孔所在的第一區(qū)域具有高摻雜p+-inp的擴(kuò)散區(qū)；
25、溝槽窗口，位于所述第一區(qū)域外部的第二區(qū)域，環(huán)繞所述第一區(qū)域，所述溝槽窗口貫穿p歐姆接觸層、所述擴(kuò)散窗口層、本征吸收層和n型材料接觸層，所述溝槽窗口的底部為inp襯底層的表面凹槽；
26、擴(kuò)散阻擋膜，覆蓋于所述擴(kuò)散窗口層的表層中所述擴(kuò)散孔和溝槽窗口以外的區(qū)域；
27、本征吸收層，位于所述擴(kuò)散窗口層的相鄰下層，所述擴(kuò)散區(qū)擴(kuò)散至所述本征吸收層的上部區(qū)域；
28、n型材料接觸層，位于所述本征吸收層的相鄰下層；
29、inp襯底層，位于所述n型材料接觸層的相鄰下層；
30、p歐姆接觸區(qū)域，位于所述第一區(qū)域之上；
31、抗反射膜，覆蓋所述擴(kuò)散阻擋膜、所述第一區(qū)域內(nèi)所述p歐姆接觸區(qū)域以外的位置以及所述溝槽窗口的表面；
32、p電極，通過p窗口與所述p歐姆接觸區(qū)域連通；
33、金屬反射膜，覆蓋所述溝槽窗口表面的抗反射膜以及覆蓋所述溝槽窗口的邊緣延伸區(qū)域的抗反射膜；
34、n電極，設(shè)置在所述inp襯底層的背面。
35、第三方面，本申請實(shí)施例提供了一種一種光電二極管芯片的制備設(shè)備，包括：至少一個(gè)處理器；以及，與所述至少一個(gè)處理器通信連接的存儲器；其中，所述存儲器存儲有可被所述至少一個(gè)處理器執(zhí)行的指令，所述指令被設(shè)置為用于執(zhí)行上述第一方面所述的方法。
36、以上技術(shù)方案，針對相關(guān)技術(shù)中低波長可見光影響光電二極管芯片的正常工作的技術(shù)問題，通過增設(shè)溝槽窗口和金屬反射膜可有效降低低波長可見光對于光電二極管芯片工作的影響程度，可以提高1310nm波長入射光的響應(yīng)度，使量子效率達(dá)到98％以上，并降低300-755nm波長入射光的響應(yīng)度，使量子效率小于2％以內(nèi)，以滿足光探測傳感芯片的特殊需求。由此，提升了光電二極管芯片的可靠性，對于光電二極管芯片所在電路乃至所在產(chǎn)品的整體性能都具有提升效果。
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1.一種光電二極管芯片的制備方法，其特征在于，用于將外延片制作成光電二極管芯片，所述外延片自表層至向底層依次包括P歐姆接觸層、擴(kuò)散窗口層、本征吸收層、N型材料接觸層和InP襯底層，該方法包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述InP襯底層的背面制作N電極之前，還包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，
9.一種光電二極管芯片，其特征在于，由權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的光電二極管芯片的制備方法制備所得，所述光電二極管芯片包括：
10.一種光電二極管芯片的制備設(shè)備，其特征在于，包括：至少一個(gè)處理器；以及，與所述至少一個(gè)處理器通信連接的存儲器；
【技術(shù)特征摘要】
1.一種光電二極管芯片的制備方法，其特征在于，用于將外延片制作成光電二極管芯片，所述外延片自表層至向底層依次包括p歐姆接觸層、擴(kuò)散窗口層、本征吸收層、n型材料接觸層和inp襯底層，該方法包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述inp襯底層的背面制作n電極之前，還包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王權(quán)兵，劉應(yīng)軍，劉巍，徐之韜，余黎明，
申請(專利權(quán))人：武漢敏芯半導(dǎo)體股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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