低暗電流的共振隧穿二極管高靈敏度探測器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及近紅外探測器，特指一種基于共振隧穿效應，可在室溫下工作的低暗電流的共振隧穿二極管高靈敏度探測器。
【背景技術】
[0002]共振隧穿二極管是納電子器件的優秀代表之一，在納電子器件即將到來之際，擁有高頻率、低電壓、負阻、用少量器件完成多種功能等優點的共振隧穿二極管必將得到更多的關注與發展。共振隧穿二極管作為第一個集中研宄的納電子器件，與其他納電子器件相比，其發展更早、更快、更成熟，更具有應用前景，現在主要用于探測器、振蕩器、存儲器和光電開關等中，是量子耦合器件及其電路發展的一個重要標志。
[0003]在微電子時代，低價格、高速度、高密度和高可靠性一直是人們所所追求的方向這也是電子器件發展的基礎與核心。隨著電子器件的不斷發展，提出了“更小，更快，更冷”的要求。而當電子器件小到一定的程度后，電子器件以陣列的形式集成必將成為一種趨勢與方向。
[0004]傳統的共振隧穿二極管主要是以nin型摻雜半導體的形式存在，這種nin型結構在保證了高頻率、低電壓、微分負阻效應等優點，卻也存在一些問題。在nin型摻雜結構中，因為其勢皇較低以及費米能級和勢阱基態能級較接近，使得通過雙勢皇單勢阱結構的載流子很多，電流密度很大，這就造成了隧穿電流和噪聲電流很大，器件輸出的暗電流就會很大。當我們想要進行光電探測時，過大的暗電流可能會對探測信號的提取造成干擾。而當電子器件以陣列存在時，單片陣列上可能會存在多達幾千甚至幾萬個單位器件，如果單位器件的輸出暗電流很大，那么整個陣列的輸出暗電流將會極其巨大，勢必會對數據的提取造成困難，這顯然不是我們希望看到的。這也極大地限制了共振隧穿二極管探測器的應用。
【發明內容】
[0005]為了克服上述現有技術的不足，本發明提出了一種低暗電流的共振隧穿二極管高靈敏度探測，其是通過npin型摻雜，可以得到低的暗電流。
[0006]本發明提供一種低暗電流的共振隧穿二極管高靈敏度探測器，包括:
[0007]—襯底；
[0008]一發射極接觸層，其制作在襯底上；
[0009]一發射區，其制作在發射極接觸層上，發射極接觸層另一側形成一臺面；
[0010]一隔離層，其制作在發射區上；
[0011]一雙勢皇結構，其制作在隔離層上；
[0012]一吸收層，其制作在雙勢皇層結構上；
[0013]一集電區，其制作在吸收層上；
[0014]一上電極，其制作在集電區上；
[0015]一下電極，其制作在發射極接觸層另一側的臺面上。
[0016]從上述技術方案可以看出，本發明具有以下有益效果:
[0017](I)通過將nin型摻雜結構改為npin型結構，在外加偏壓作用下，能夠增大勢皇高度，增加載流子通過難度，減小電流密度，降低暗電流；
[0018](2)通過將nin型摻雜結構改為npin型結構，在器件內將會形成兩個反向pn結，兩個反向Pn結將起到整流作用，進一步降低暗電流；
[0019](3)本發明的npin型摻雜共振隧穿二極管探測器，其暗電流很小，將有利于將器件做成陣列形式；
[0020](4)本發明的主體結構為共振隧穿二極管，這是電路中的一種常用元件，因此本發明便于與其它光電子器件集成。
【附圖說明】
[0021]為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明白，以下結合具體實施例，并參照附圖，對本發明進一步詳細說明，其中:
[0022]圖1是本發明的結構示意圖；
[0023]圖2是傳統的nin型摻雜共振隧穿二極管能帶示意圖；
[0024]圖3是本發明提出的npin型摻雜共振隧穿二極管能帶示意圖。
【具體實施方式】
[0025]請參閱圖1所示，本發明提供一種低暗電流的共振隧穿二極管高靈敏度探測器，包括:
[0026]一襯底1，所述襯底I的材料為N+型InP，主要作用是作為外延層生長的基底；
[0027]一發射極接觸層2，其制作在襯底I上，所述發射極接觸層2的材料為In0.53Ga0.47As，摻雜濃度為η型2 X 1018_5 X 1018—3，厚度為400-600nm，主要作用是形成低電阻的發射極歐姆接觸；
[0028]一發射區3，其制作在發射極接觸層2上，發射極接觸層2另一側形成一臺面21，所述發射極接觸層的材料為Ina53Gaa47As,摻雜濃度為η型I X 1018_5X 1018cm_3，厚度為200-400nm，主要作用是形成共振隧穿二極管的發射區，使發射區的費米能級位于導帶能級之上，以提供電子源；
[0029]一隔離層4，其制作在發射區3上，所述隔離層4的材料為Ina53Gaa47As,厚度為5-9nm，主要作用是為了阻擋發射區3的雜質向雙勢皇結構5擴散；
[0030]一雙勢皇結構5，其制作在隔離層4上，所述雙勢皇結構5包括一下勢皇層51、一勢阱層52和一上勢皇層53，該下勢皇層51和上勢皇層53的材料為AlAs，摻雜濃度為p型5X1017-5Xl18cnT3，厚度分別為5-10ML，該勢阱層52的材料為Ina53Gaa47As,摻雜濃度為p型5X 1017-5X l18cnT3，厚度為4-10nm，雙勢皇結構5主要作用是形成共振隧穿的條件；
[0031]一吸收層6，其制作在雙勢皇結構5上，所述吸收層6的材料為InGaAs或InGaNAs，厚度為500-700nm，主要作用是吸收光源，產生電子-空穴對；
[0032]—集電區7，其制作在吸收層6上，所述集電區7的材料為η型Ina53Gaa47As,摻雜濃度為2 X 1018-5 X 1018cm_3，厚度為80-120nm，主要作用是形成低電阻的發射極歐姆接觸；
[0033]一上電極8，其制作在集電區7上，所述上電極8的材料為TiPtAu，該上電極8的形狀為環形，主要作用是形成電極，便于與外電路連接；
[0034]—下電極9，其制作在發射極接觸層2另一側形成一臺面21，所述下電極9的材料為TiPtAu，主要作用是形成電極，便于與外電路連接。
[0035]請參閱圖2所示，傳統的nin型摻雜共振隧穿二極管能帶結構，在偏壓下雙勢皇結構能帶并不會向上升高。
[0036]請參閱圖3所示，本發明提出的npin型摻雜共振隧穿二極管能帶結構，在偏壓下雙勢皇結構能帶會向上