[发明专利]硅纳米线光栅谐振增强型光电探测器及其制作方法无效
申请号: | 201110124310.0 | 申请日: | 2011-05-13 |
公开(公告)号: | CN102201483A | 公开(公告)日: | 2011-09-28 |
发明(设计)人: | 韩伟华;陈燕坤;李小明;张严波;杜彦东;杨富华 | 申请(专利权)人: | 中国科学院半导体研究所 |
主分类号: | H01L31/105 | 分类号: | H01L31/105;H01L31/0352;H01L31/18;B81C1/00 |
代理公司: | 中科专利商标代理有限责任公司 11021 | 代理人: | 汤保平 |
地址: | 100083 *** | 国省代码: | 北京;11 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 纳米 光栅 谐振 增强 光电 探测器 及其 制作方法 | ||
1.一种硅纳米线光栅谐振增强型光电探测器,包括:
一硅衬底;
一氧化硅层,该氧化硅层制作在硅衬底上;
一工形台面结构,该工形台面结构制作在氧化硅层上,该工形台面结构的两端为P型电极和N型电极,该P型电极和N型电极之间连接有硅纳米线光栅共振腔结构;
一保护层,该保护层制作在工形台面结构的表面和侧面,在工形台面结构的两端的P型电极和N型电极上开有电极窗口;
一金属栅电极,该金属栅电极制作在硅纳米线共振腔结构的保护层上,并靠近N型电极的一侧;
两光电流输出金属电极,该光电流输出金属电极制作在工形台面结构的P型电极和N型电极上保护层的电极窗口内。
2.根据权利要求1所述的硅纳米线光栅谐振增强型光电探测器,其中工形台面结构的材料为硅,该工形台面结构上的P型电极和N型电极的材料为Ni和Al。
3.根据权利要求1所述的硅纳米线光栅谐振增强型光电探测器,其中保护层的材料为氧化硅或氮化硅,厚度为10-20nm。
4.根据权利要求1所述的硅纳米线光栅谐振增强型光电探测器,其中的金属栅电极的材料为金或银,该金属栅电极为周期性的纳米金属栅光栅结构,激发的局域表面等离子体激元,能够有效地把光集中到亚波长光栅探测区域,增强光的表面透射和吸收。
5.一种硅纳米线光栅谐振增强型光电探测器的制作方法,包括如下步骤:
a)取一包括硅衬底-氧化硅层-顶硅薄层的SOI基片;
b)在SOI基片的顶硅薄层上刻蚀出工形台面结构;
c)在工形台面结构上,采用电子束曝光套刻并刻蚀出工形台面结构两端之间连接部分的硅纳米线共振腔结构;
d)在工形台面结构的表面和侧面,气相沉积介质层,形成保护层;
e)在工形台面结构两端的P型电极和N型电极的保护层上,光刻电极窗口,分别注入P型和N型离子,在电极窗口内制作P型电极和N型电极;
f)进行退火,形成欧姆接触;
g)在工形台面结构两端之间的硅纳米线共振腔结构上的保护层上蒸发金属栅电极,该金属栅电极靠近N型电极的一侧;
h)在P型电极和N型电极上蒸发光电流输出金属电极,完成制作。
6.根据权利要求5所述的硅纳米线光栅谐振增强型光电探测器,其中保护层的材料为氧化硅或氮化硅,该保护层的厚度为10-20nm。
7.根据权利要求5所述的硅纳米线光栅谐振增强型光电探测器,其中的金属栅电极的材料为金或银,该金属栅电极为周期性的纳米金属栅光栅结构,激发的局域表面等离子体激元,能够有效地把光集中到亚波长光栅探测区域,增强光的表面透射和吸收。
8.根据权利要求5所述的硅纳米线光栅谐振增强型光电探测器的制作方法,其中工形台面结构上制作的P型电极和N型电极的材料为Ni和Al。
9.根据权利要求5所述的硅纳米线光栅谐振增强型光电探测器的制作方法,其中退火温度为400-500℃。
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H01L 半导体器件;其他类目中不包括的电固体器件
H01L31-00 对红外辐射、光、较短波长的电磁辐射,或微粒辐射敏感的,并且专门适用于把这样的辐射能转换为电能的,或者专门适用于通过这样的辐射进行电能控制的半导体器件;专门适用于制造或处理这些半导体器件或其部件的方法或
H01L31-02 .零部件
H01L31-0248 .以其半导体本体为特征的
H01L31-04 .用作转换器件的
H01L31-08 .其中的辐射控制通过该器件的电流的,例如光敏电阻器
H01L31-12 .与如在一个共用衬底内或其上形成的,一个或多个电光源,如场致发光光源在结构上相连的,并与其电光源在电气上或光学上相耦合的