[发明专利]一种基于介质超表面的垂直入射型硅基锗光电探测器

权利要求书

1.一种基于介质超表面的垂直入射型硅基锗光电探测器，其特征在于，所述硅基锗光电探测器包括：

衬底，所述衬底的材料为SOI；

位于所述衬底上的有源层，所述有源层依次包括：第一下掺杂层硅(5)、第二下掺杂层锗(4)、非掺杂本征层锗(3)、第一上掺杂层锗(2)、第二上掺杂层硅(1)；其中，所述第一下掺杂层硅(5)和第二下掺杂层(4)锗作为生长缓冲层，为生长非掺杂本征层锗(3)提供衬底；所述第二上掺杂层硅(1)覆盖在上第一掺杂锗(2)上，用于钝化第一上掺杂锗(2)的表面；

介质超表面微结构(9)，通过光刻蚀转移到所述有源层的非掺杂本征层锗(3)、第一上掺杂层锗(2)和第二上掺杂层硅(1)，用于将入射光的光场分布集中在非掺杂本征层锗(3)内，所述介质超表面微结构为亚波长周期性结构。

2.如权利要求1所述的硅基锗光电探测器，其特征在于，所述介质超表面微结构由多个相同的微纳图形周期排布构成。

3.如权利要求2所述的硅基锗光电探测器，其特征在于，同时调控所述介质超表面微结构中微纳图形的尺寸、周期和深度，改变微纳图形的光谐振增强波段，将该波段的光限制在探测器有源层吸收区和吸收区上下的光限制层。

4.如权利要求2或3所述的硅基锗光电探测器，其特征在于，所述微纳图形的谐振增强波段在光电探测器有源层的光吸收谱范围内。

5.如权利要求2或3所述的硅基锗光电探测器，其特征在于，所述排布的方式为四方晶格、六方晶格或者准晶格。

6.如权利要求2或3所述的硅基锗光电探测器，其特征在于，所述微纳图形为纳米孔、纳米柱、纳米小球、纳米环或纳米棒中的至少一种。

7.如权利要求1所述的硅基锗光电探测器，其特征在于，所述探测器还包括：

位于有源层上的钝化层，所述钝化层的折射率低于有源层，其材料为绝缘介质，且对硅基锗光电探测器探测波段透明。

8.如权利要求7所述的硅基锗光电探测器，其特征在于，所述钝化层为二氧化硅、氮化硅或者氮氧化硅。