背光pin光電二極體的製作方法

2023-06-14 04:29:56

專利名稱：背光pin光電二極體的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及ー種光通信系統中監控雷射光二極體背光用的PIN光電ニ極管晶片，尤其涉及ー種抑制Tx-SD應用中雷射器停止發光後背光PIN光電ニ極管響應電流的拖尾現象的背光PIN光電ニ極管晶片。
背景技術：
光通信系統中的發射元件主要為雷射 二極體，雷射二極體是將電信號轉化為光信號的晶片，雷射二極體的前端光輸出依靠背光PIN光電ニ極管晶片產生的光電流來進行監測和調整。目前，普通的背光PIN光電ニ極管晶片可以滿足大部分的光通信系統的要求。但是在ー些特殊的應用場合，如EP0N、GP0N突髮式模式發射，背光PIN光電ニ極管必須有快速的脈衝響應，要求發射光信號截止後，背光PIN ニ極管的光電流必須在IOOns內截止。但是，平面擴散型PIN光電ニ極管響應電流都有一定的「拖尾」(Slow Tail)現象，因此，在光發射信號停止後，背光PIN光電ニ極管的響應電流要延遲300 2000ns後才會消失，導致突發模式光發射的Tx-SD信號出現「拖尾」現象。如圖I和圖2所示，背光用PIN光電ニ極管晶片的無光轉換拖尾現象，是由於雷射ニ極管背面發光入射到監控光功率用PIN光電ニ極管晶片的非有源區域，引起非耗盡區光生載流子發生擴散運動。擴散運動平均速率要遠小於耗盡區光生載流子的漂移運動平均速率，因此導致脈衝響應信號的拖尾，特別是光功率關斷時背光探測器響應電流下降沿緩慢，即Tx-SD應用中雷射器停止發光後，背光PIN光電ニ極管響應電流的拖尾現象。線段8顯示雷射二極體數位訊號下降沿響應截止時間，線段9為背光PIN光電ニ極管監控信號下降沿響應截止時間。

實用新型內容有鑑於此，本實用新型要解決的技術問題在於提供一種背光PIN光電ニ極管，有效抑制Tx-SD應用中雷射器停止發光後，響應電流的拖尾現象的背光用PIN光電ニ級管晶片。為解決上述技術問題，本實用新型的技術方案是這樣實現的一種背光PIN光電ニ極管，包括在η型摻雜的InP襯底上依次外延生長η型摻雜的InP緩衝層、非故意摻雜InGaAs吸收層、非故意摻雜InP帽層、非故意摻雜InGaAs歐姆接觸層，基於MOCVD外延方式實現Zn擴散，對InGaAs歐姆接觸層和InP帽層進行ρ型摻雜，P型電極通過濺射的方式濺射鈦、鉬、金，所述P型電極由PN擴散結面向內擴展覆蓋P型摻雜區。進ー步，所述PN擴散結面向內擴展的長度為2(T30cm。進一歩，由PN擴散結面向外擴展覆蓋非故意摻雜區。進ー步，所述PN擴散結面向外擴展的長度為2(T40um。進ー步，所述通過ρ型電極通過剝離方式製成。本實用新型達到的技術效果如下由於本實用新型背光PIN光電ニ極管晶片，在普通背光PIN光電ニ極管晶片設計的基礎上，將ρ型電極由PN擴散結面向內擴展2(T30um覆蓋P型摻雜區，由PN擴散結面向外擴展2(T40um覆蓋非故意摻雜區。因為Au層反射效果，有效降低了非故意摻雜區可接受到的雷射二極體背面發光強度，極大程度上降低了 p-n界面非耗盡區產生的光生載流子數量，減少了 P-n結界面非故意摻雜區產生光電流而引起的延時，有效抑制了 Tx-SD應用中雷射器停止發光後背光PIN光電ニ極管響應電流的拖尾現象。

圖I現有技術的普通背光PIN光電ニ極管晶片的仰視圖；圖2現有技術的普通背光PIN光電ニ極管晶片的Tx-SD波形；圖3本實用新型背光PIN光電ニ極管晶片的結構示意圖； 圖4本實用新型背光PIN光電ニ極管晶片的仰視圖；圖5本實用新型背光PIN光電ニ極管晶片的Tx-SD波形。
具體實施方式
以下結合附圖詳細描述本實用新型最佳實施例。如圖3所示，為本實用新型背光PIN光電ニ極管晶片的結構，其外延結構包括在η型摻雜(摻雜雜質為S)的InP襯底I上依次外延生長η型摻雜的InP緩衝層2、非故意摻雜InGaAs吸收層3、非故意摻雜InP帽層4、非故意摻雜InGaAs歐姆接觸層5，利用基於MOCVD外延系統的方式實現Zn擴散，對InGaAs歐姆接觸層5和InP帽層4進行ρ型摻雜，ρ型電極採用濺射的方式濺射鈦、鉬、金，P型電極由P N擴散結面向內擴展2(T30um覆蓋ρ型摻雜區6，由P N擴散結面向外擴展2(T40um覆蓋非故意摻雜區7，採用剝離的方式形成ρ型電極(如圖4)。由於本實用新型背光PIN光電ニ極管晶片，在普通背光PIN光電ニ極管晶片設計的基礎上，將P型電極由PN擴散結面向內擴展2(T30um覆蓋ρ型摻雜區，由PN擴散結面向外擴展2(T40um覆蓋非故意摻雜區。因為Au層反射效果，有效降低了非故意摻雜區可接受到的雷射二極體背面發光強度，極大程度上降低了 P-n界面非耗盡區產生的光生載流子數量，減少了 P-n結界面非故意摻雜區產生光電流而引起的延時，有效抑制了 Tx-SD應用中雷射器停止發光後背光PIN光電ニ極管響應電流的拖尾現象(如圖5)，線段10顯示雷射二極體數位訊號下降沿響應截止時間，線段11為本實用新型背光PIN光電ニ極管監控信號下降沿響應截止時間，兩者之間的響應延遲時間縮短至50ns以內，滿足EPON、GPON突髮式模塊應用要求。以上所述，僅為本實用新型的較佳實施例而已，並非用於限定本實用新型的保護範圍。
權利要求1.一種背光PIN光電二極體，包括在n型摻雜的InP襯底上依次外延生長n型摻雜的InP緩衝層、非故意摻雜InGaAs吸收層、非故意摻雜InP帽層、非故意摻雜InGaAs歐姆接觸層，P型電極通過濺射的方式濺射鈦、鉬、金，其特徵在於，所述P型電極由PN擴散結面向內擴展覆蓋P型摻雜區。
2.如權利要求I所述的背光PIN光電二極體，其特徵在於，所述PN擴散結面向內擴展的長度為2(T30cm。
3.如權利要求I所述的背光PIN光電二極體，其特徵在於，由PN擴散結面向外擴展覆蓋非故意摻雜區。
4.如權利要求3所述的背光PIN光電二極體，其特徵在於，所述PN擴散結面向外擴展的長度為2(T40um。
5.如權利要求I所述的背光PIN光電二極體，其特徵在於，所述p型電極通過剝離方式製成。
專利摘要本實用新型公開了一種背光PIN光電二極體，包括在n型摻雜的InP襯底上依次外延生長n型摻雜的InP緩衝層、非故意摻雜InGaAs吸收層、非故意摻雜InP帽層、非故意摻雜InGaAs歐姆接觸層，基於MOCVD外延方式實現Zn擴散，對InGaAs歐姆接觸層和InP帽層進行p型摻雜，p型電極通過濺射的方式濺射鈦、鉑、金，所述p型電極由PN擴散結面向內擴展覆蓋p型摻雜區，本實用新型有效降低了非故意摻雜區可接受到的雷射二極體背面發光強度，極大程度上降低了p-n界面非耗盡區產生的光生載流子數量，減少了p-n結界面非故意摻雜區產生光電流而引起的延時，有效抑制了Tx-SD應用中雷射器停止發光後背光PIN光電二極體響應電流的拖尾現象。
文檔編號H01L31/105GK202405297SQ201120422369
公開日2012年8月29日 申請日期2011年10月31日 優先權日2011年10月31日
發明者唐琦, 秦龍 申請人:武漢華工正源光子技術有限公司