[发明专利]硅红外增强倏逝波耦合雪崩光电探测器及其制作方法

权利要求书

1.一种硅红外增强倏逝波耦合雪崩光电探测器，其特征在于，包括：

SOI晶片，包括硅衬底、氧化硅和顶层硅；

单模传输波导，呈脊形；其中，所述单模传输波导通过刻蚀所述顶层硅形成；

吸收层，外延形成于所述单模传输波导上；其中，所述吸收层具有缺陷能级；所述单模传输波导与所述吸收层之间通过倏逝波的方式进行光的耦合；

倍增层，形成于所述吸收层中；

P型电极接触层，形成于所述倍增层中；

N型电极接触层，形成于所述倍增层两侧的所述吸收层上，且所述N型电极接触层与所述倍增层不直接接触；

P型电极，形成于所述P型电极接触层上；

N型电极，形成于所述N型电极接触层上。

2.根据权利要求1所述的硅红外增强倏逝波耦合雪崩光电探测器，其特征在于，所述硅红外增强倏逝波耦合雪崩光电探测器还包括：绝缘膜，形成于所述单模传输波导两侧，以及形成于所述吸收层的裸露表面。

3.根据权利要求1所述的硅红外增强倏逝波耦合雪崩光电探测器，其特征在于，所述吸收层的厚度包括2μm～10μm，宽度包括3μm～5μm，长度包括10μm～12μm；

所述单模传输波导的宽度包括2μm～4μm；

所述吸收层的外延浓度包括本征值。

4.根据权利要求1所述的硅红外增强倏逝波耦合雪崩光电探测器，其特征在于，

所述吸收层包括缺陷能级的N型区；

所述吸收层内通过离子注入的方式注入的离子包括Se、S、He、Si中的其中之一。

5.根据权利要求1所述的硅红外增强倏逝波耦合雪崩光电探测器，其特征在于，所述P型电极或所述N型电极的电极材料包括：Al或TiAu。

6.一种如权利要求1～5任一项所述的硅红外增强倏逝波耦合雪崩光电探测器的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

刻蚀SOI晶片，形成单模传输波导，其中所述SOI晶片包括硅衬底、氧化硅和顶层硅；

清洗刻蚀后的所述SOI晶片，在所述单模传输波导上选择性外延生长外延层；

清洗带有所述外延层的SOI晶片，对所述外延层进行第一离子注入，形成具有缺陷能级的吸收层；

在所述吸收层上光刻形成N型电极接触层区域，对所述N型电极接触层区域进行第二离子注入，形成N型电极接触层；

在所述吸收层上进行第三离子注入，形成倍增层；

在所述吸收层上光刻形成P型电极接触层区域，对所述P型电极接触层区域进行第四离子注入，形成P型电极接触层；

清洗带有所述P型电极接触层的SOI晶片，在所述SOI晶片上形成绝缘膜，并对所述绝缘膜进行刻蚀直至裸露出待淀积金属的区域；

在所述待淀积金属的区域淀积金属，使得在所述N型电极接触层上形成N型电极和在所述P型电极接触层上形成P型电极，完成探测器的制备。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，

所述第一离子注入的离子注入剂量包括5×10¹²cm^-2～1×10¹³cm^-2；

所述第一离子注入的离子注入能量包括200KeV～400KeV；

其中，所述第一离子注入的离子包括：Se、S、He、Si中的其中之一；

其中，在进行所述第一离子注入后，所述制备方法还包括：

进行第一退火，其中，所述第一退火温度包括1000℃～1050℃，第一退火时间包括4小时～8小时。