[发明专利]一种波导耦合的硅基光电探测器及其制备方法

权利要求书

1.一种波导耦合的硅基光电探测器，其特征在于，包括：

SOI衬底(100)，包括至下而上的底部硅材料层(130)、二氧化硅填埋层(120)和顶层硅(110)，其中，所述顶层硅(110)上形成有波导层(111)，所述波导层(111)上形成有掺杂区；

二氧化硅窗口层(300)，覆盖于所述波导层(111)、所述二氧化硅填埋层(120)和所述掺杂区的部分表面，其中，所述二氧化硅窗口层上开有外延窗口；

光吸收层(200)，布置在所述外延窗口中；

绝缘介质层(400)，覆盖于所述二氧化硅窗口层(300)和光吸收层(200)之上；

电极，包括n电极(510)和p电极(520)，设于所述二氧化硅窗口层(300)和绝缘介质层(400)的电极窗口中；

所述掺杂区在所述顶层硅(110)和波导层(111)上，包括从左至右的n型重掺杂区(114)、p型电荷层区(112)、p型轻掺杂区(113)、p型重掺杂区(115)；

其中，所述n型重掺杂区(114)和p型电荷层区(112)之间存在作为倍增区的间隙，所述p型电荷层区(112)和所述倍增区为矩形结构；所述p型电荷层区(112)和p型轻掺杂区(113)之间存在作为光吸收电场调控区的间隙。

2.根据权利要求1所述的波导耦合的硅基光电探测器，其特征在于，所述p型电荷层区(112)、p型轻掺杂区(113)、部分n型重掺杂区和部分p型重掺杂区处于同一平面。

3.根据权利要求1所述的波导耦合的硅基光电探测器，其特征在于，所述n型重掺杂区(114)、p型电荷层区(112)与p型轻掺杂区(113)、p型重掺杂区(115)分别所述位于光吸收层(200)两侧，部分p型电荷层区(112)和部分p型轻掺杂区(113)被所述光吸收层(200)覆盖。

4.根据权利要求2或3所述的波导耦合的硅基光电探测器，其特征在于，所述p型电荷层区(112)的掺杂浓度在1×10¹⁷/cm³-5×10¹⁷/cm³之间，宽度小于300nm。

5.根据权利要求1所述的波导耦合的硅基光电探测器，其特征在于，所述光吸收层(200)位于波导层(111)中部，并与所述波导层(111)刻蚀边缘形成有间隙。

6.根据权利要求5所述的波导耦合的硅基光电探测器，其特征在于，所述光吸收层(200)通过选择外延直接形成。

7.根据权利要求1所述的波导耦合的硅基光电探测器，其特征在于，所述n电极(510)和p电极(520)分别位于所述波导层(111)的两侧区域，分别与所述n型重掺杂区(114)和p型重掺杂区(115)电连接。

8.根据权利要求1所述的波导耦合的硅基光电探测器，其特征在于，所述光吸收层(200)的材料包括纯锗、锗硅合金、锗锡合金。