[发明专利]一种中红外波段调制器及其制备方法

权利要求书

1.一种中红外波段调制器的制备方法，包括：

步骤1：将SOI衬底顶层硅(1)与N型InSb衬底(20)进行真空键合；

步骤2：减薄所述N型InSb衬底(20)，并对减薄后的所述N型InSb衬底(20)进行光刻以腐蚀出脊形N型InSb结构(2)，其中，所述脊形N型InSb结构(2)包括中间的脊形和两侧的平板区；

步骤3：将所述平板区转变为P型InSb结构(3)，或者，将凸出于所述平板区的脊形转变为所述P型InSb结构(3)，同时，使得在所述N型InSb结构(2)与P型InSb结构(3)之间形成有中性区I区(4)；

步骤4：对所述脊形一侧的平板区进行刻蚀，保留另一侧的平板区；

步骤5：在所述SOI衬底顶层硅(1)、N型InSb结构(2)、P型InSb结构(3)和中性区I区(4)的表面形成钝化保护层(5)，或者在所述SOI衬底顶层硅(1)、N型InSb结构(2)和P型InSb结构(3)的表面形成钝化保护层(5)；

步骤6：分别在所述N型InSb结构(2)和P型InSb结构(3)上制备N电极(6)和P电极(7)。

2.根据权利要求1所述的中红外波段调制器的制备方法，其中，所述步骤2还包括：

在减薄后的所述N型InSb衬底(20)上生长SiO₂薄膜或Si₃N₄薄膜，并甩胶进行光刻。

3.根据权利要求2所述的中红外波段调制器的制备方法，其中，所述步骤2中生长的SiO₂薄膜或Si₃N₄薄膜的厚度为300-500nm。

4.根据权利要求1所述的中红外波段调制器的制备方法，其中，所述脊形N型InSb结构(2)脊形的宽度为5-8μm，所述脊形N型InSb结构(2)平板区的高度为5-8μm，所述脊形N型InSb结构(2)脊形与平板区之间的高度差为7-10μm。

5.根据权利要求1所述的中红外波段调制器的制备方法，其中，所述N型InSb结构(2)的掺杂浓度为1×10^14～15cm^-3。

6.根据权利要求1所述的中红外波段调制器的制备方法，其中，所述P型InSb结构(3)的掺杂浓度为5×10¹⁷cm^-3。

7.根据权利要求1所述的中红外波段调制器的制备方法，其中，所述步骤1中真空键合的真空度为10^-4-10^-5pa，真空键合的压力为1-5Mpa，真空键合的温度为30℃-400℃的阶梯状温度。

8.根据权利要求1所述的中红外波段调制器的制备方法，其中，减薄后的所述N型InSb衬底(20)的厚度为10-15μm。

9.根据权利要求1所述的中红外波段调制器的制备方法，其中，所述N电极(6)和P电极(7)为行波电极。

10.一种如权利要求1-9任一项所述的中红外波段调制器的制备方法制备的中红外波段调制器，包括：

SOI衬底顶层硅(1)；

N型InSb结构(2)，通过将N型InSb衬底(20)与所述SOI衬底顶层硅(1)真空键合，并对所述N型InSb衬底(20)进行减薄刻蚀后形成脊形结构，所述脊形结构包括脊形和位于所述脊形一侧的平板区，所述N型InSb结构(2)为所述脊形结构中的平板区、或者为所述脊形中凸出于所述平板区的区域；

P型InSb结构(3)，通过将所述脊形结构中的第一区域进行转变后所形成的结构为所述P型InSb结构(3)，所述第一区域为所述脊形结构中除所述N型InSb结构(2)之外的区域，所述P型InSb结构(3)与所述N型InSb结构(2)之间形成PN结；

中性区I区(4)，在所述PN结的界面处形成；

钝化保护层(5)，外延生长在所述SOI衬底顶层硅(1)、N型InSb结构(2)、P型InSb结构(3)和中性区I区(4)的表面，或者外延生长在所述SOI衬底顶层硅(1)、N型InSb结构(2)和P型InSb结构(3)的表面；

N电极(6)，在所述N型InSb结构(2)上制作；

P电极(7)，在所述P型InSb结构(3)上制作。