一种氮化硅耦合锗探测器结构及制备方法技术

本发明专利技术公开一种氮化硅耦合锗探测器结构，其中为横向光电二极管结构，包括硅衬底；硅氧化层沉积于硅衬底的上表面；硅氧化层上包括：顶层硅的两侧分别形成第一掺杂区域与第二掺杂区域；锗层形成于第一掺杂区域与第二掺杂区域之间的上表面，于第一掺杂区域与第二掺杂区域的上表面分别形成第一电极与第二电极，第一电极与第二电极分别向上延伸出硅氧化层；氮化硅波导形成于锗层的上方，氮化硅波导为锥形结构，氮化硅波导具有第一端与第二端，第一端小于第二端。有益效果：有利于氮化硅解复用器与锗探测器的集成，节省材料时间成本，将氮化硅波导改为锥形结构，增强氮化硅波导耦合至锗探测器的耦合效率，还应用于高光功率及高带宽的探测领域中。

Structure and preparation method of a silicon nitride coupled germanium detector

The invention discloses a silicon nitride coupled germanium detector structure, which comprises a transverse photodiode structure, including a silicon substrate; a silicon oxide layer is deposited on the upper surface of the silicon substrate; a silicon oxide layer includes: a first doping region and a second doping region are formed on both sides of the top silicon layer, respectively; and a germanium layer is formed on the upper surface between the first doping region and the second doping region, and in the first doping region. The first and second electrodes are formed on the upper surface of doped region and the first and second electrodes extend upward respectively. The silicon nitride waveguide is formed above the germanium layer. The silicon nitride waveguide is tapered. The silicon nitride waveguide has the first and second ends, and the first end is smaller than the second end. Beneficial effect: It is beneficial to the integration of silicon nitride demultiplexer and germanium detector, saving material time and cost. The silicon nitride waveguide is changed into a conical structure to enhance the coupling efficiency of silicon nitride waveguide coupled to germanium detector. It is also applied in the field of high optical power and high bandwidth detection.

【技术实现步骤摘要】
一种氮化硅耦合锗探测器结构及制备方法
本专利技术涉及光学器件
，尤其涉及一种氮化硅耦合锗探测器结构及制备方法。
技术介绍
光复用器(mux)和光解复用器(demux)是目前光电子芯片中非常重要的光学器件之一，考虑到光复用器或者光解复用器工作的稳定性，比如受温度影响，受工艺条件而导致光复用器和光解复用器中心波长发生偏移及光谱曲线发生形变，我们需要选取合适的材料来制备光复用器和光解复用器。由于氮化硅(SiN)和氮氧化硅(SiON)的折射率随着温度变化的影响要远小于硅(Si)材料，因此光复用器和光解复用器选用SiN或者SiON作为材料，在实际应用中，光复用器和光解复用器的末端都会与探测器(PD)相连接实现光电转换，普通的光模块产品中，光复用器、光解复用器及探测器是在分立的两个芯片上通过光纤(fiber)来实现连接，进一步提高了产品的尺寸面积及增加后段对光工艺复杂度，同时在传统CMOS(互补金属氧化物半导体，英文全称ComplementaryMetalOxideSemiconductor)工艺中的锗(Ge)探测器，光是由Si波导耦合到Ge探测器中，Ge探测器结构通常为垂直PIN结构，而本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氮化硅耦合锗探测器结构，其特征在于，所述氮化硅耦合锗探测器结构为横向光电二极管结构，具体包括：一硅衬底；一硅氧化层，沉积于所述硅衬底的上表面；所述硅氧化层上包括：一顶层硅，所述顶层硅的两侧分别形成一第一掺杂区域与一第二掺杂区域；一锗层，形成于所述第一掺杂区域与所述第二掺杂区域之间的上表面，于所述第一掺杂区域与所述第二掺杂区域的上表面分别形成一第一电极与一第二电极，所述第一电极与所述第二电极分别向上延伸出所述硅氧化层；一氮化硅波导，形成于所述锗层的上方，所述氮化硅波导为锥形结构，所述氮化硅波导具有一第一端与一第二端，所述第一端小于所述第二端，所述氮化硅波导用于接收光信号，并将所述光信号耦...

【技术特征摘要】
1.一种氮化硅耦合锗探测器结构，其特征在于，所述氮化硅耦合锗探测器结构为横向光电二极管结构，具体包括：一硅衬底；一硅氧化层，沉积于所述硅衬底的上表面；所述硅氧化层上包括：一顶层硅，所述顶层硅的两侧分别形成一第一掺杂区域与一第二掺杂区域；一锗层，形成于所述第一掺杂区域与所述第二掺杂区域之间的上表面，于所述第一掺杂区域与所述第二掺杂区域的上表面分别形成一第一电极与一第二电极，所述第一电极与所述第二电极分别向上延伸出所述硅氧化层；一氮化硅波导，形成于所述锗层的上方，所述氮化硅波导为锥形结构，所述氮化硅波导具有一第一端与一第二端，所述第一端小于所述第二端，所述氮化硅波导用于接收光信号，并将所述光信号耦合至所述锗层，所述锗层用以接收所述光信号，并将所述光信号转换为电信号。2.根据权利要求1所述的氮化硅耦合锗探测器结构，其特征在于，于所述第一掺杂区域掺杂N+离子，以形成一N+第一注入区域；于所述N+第一注入区域掺杂N++离子，以形成N++第一注入区域。3.根据权利要求1所述的氮化硅耦合锗探测器结构，其特征在于，于所述第二掺杂区域掺杂P+离子，以形成一P+第二注入区域；于所述P+第二注入区域掺杂P++离子，以形成一P++第二注入区域。4.根据权利要求1所述的氮化硅耦合锗探测器结构，其特征在于，所述氮化硅波导的厚度至少为0.2um；所述第一端的宽度为0.1-0.5um；所述第二端的宽度为0.5-1.5um。5.根据权利要求1所述的氮化硅耦合锗探测器结构，其特征在于，所述氮化硅波导与所述锗层之间的预设距离为0-0.2um。6.根据权利要求1所述的氮化硅耦合锗探测器结...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈昌华，魏江镔，仇超，柏艳飞，甘甫烷，
申请(专利权)人：南通赛勒光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32