垂直耦合型波分复用光信号接收共面光电探测器制造技术

垂直耦合型波分复用光信号接收共面光电探测器涉及半导体光电器件领域以及光互联领域，针对空间通信领域，特别是波分复用光电探测器的低成本，低功耗，强抗辐射能力，易于封装和形成线阵和面阵结构，能和微电子集成电路大面积单片集成的需求。本发明专利技术结构：p型掺杂插指区，n型掺杂插指区是横向依次通过光刻离子注入在顶层硅中形成的掺杂区域，之间的间隙是本征吸收区；二维耦合光栅区是在吸收材料区两侧电极中间部分在紫外光刻后采用干法刻蚀技术，在入射平面上与掺杂区条平行和垂直两个方向上周期不同的二维光栅结构；控制两个维度光栅的周期和刻蚀深度使得满足布拉格衍射条件，将垂直入射的光转变为水平方向。

Vertically Coupled Coplanar Photodetector for Wavelength Division Multiplexing Optical Signal Receiving

【技术实现步骤摘要】
垂直耦合型波分复用光信号接收共面光电探测器
本专利技术涉及半导体光电器件领域以及光互联领域，具体设计一种能够对多通道波分复用空间通信及垂直入射光信号进行探测且具有高速性能的光电探测器。
技术介绍
随着光电技术的发展，数据传输的速度进一步获得提升。硅基光电材料在近红外和可见光波段的良好吸收性能，让低成本，高质量，高可靠性强，低噪声的硅基材料成为了可见光探测的不二选择。为了实现高速，往往需要减小器件尺寸降低系统RC常数，减小PIN本征层的厚度减小载流子渡越时间。对于垂直入射的器件来说，本身去掉了复杂冗长的波导耦合结构，可简化器件结构和封装，降低成本。但是高速引起的小器件尺寸窄吸收厚度必然导致光响应的匮乏，特别是吸收长度较长的长波长光谱。例如在短距离通信普遍使用的近红外850nm波段附近，硅材料对光的吸收长度为20μm，此厚度的器件的响应速率在1GHz以下。如何做好光的吸收同时实现高速，一直都是硅基光电的难题之一。传统垂直结构的PIN或者PN型高速探测器，是降低载流子渡越时间来获得高速性能，却也降低了吸收区厚度，造成器件长波长响应度低；此外，减小器件尺寸获得低RC常数，高截止频率性能，却也本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种垂直耦合型波分复用光信号接收共面光电探测器结构，其特征在于，包括p+欧姆接触电极(101)、n+欧姆接触电极(102)、p型掺杂插指区(103)、n型掺杂插指区(104)、本征吸收区(105)、衬底层(106)、二维耦合光栅区(107)，所述p型掺杂插指区(103)，n型掺杂插指区(104)是横向依次通过光刻离子注入在顶层硅中形成的掺杂区域，之间的间隙是本征吸收区(105)；所述p+欧姆接触电极(101)和n+欧姆接触电极(102)分别是对应溅射在两侧的p型掺杂插指区(103)，n型掺杂插指区(104)之上作为电极；所述二维耦合光栅区(107)，是在吸收材料区两侧电极中间部分在紫外光刻...

【技术特征摘要】
1.一种垂直耦合型波分复用光信号接收共面光电探测器结构，其特征在于，包括p+欧姆接触电极(101)、n+欧姆接触电极(102)、p型掺杂插指区(103)、n型掺杂插指区(104)、本征吸收区(105)、衬底层(106)、二维耦合光栅区(107)，所述p型掺杂插指区(103)，n型掺杂插指区(104)是横向依次通过光刻离子注入在顶层硅中形成的掺杂区域，之间的间隙是本征吸收区(105)；所述p+欧姆接触电极(101)和n+欧姆接触电极(102)分别是对应溅射在两侧的p型掺杂插指区(103)，n型掺杂插指区(104)之上作为电极；所述二维耦合光栅区(107)，是在吸收材料区两侧电极中间部分在紫外光刻后采用干法刻蚀技术，在入射平面上与掺杂区条平行和垂直两个方向上周期不同的二维光栅结构；控制两个维度光栅的周期和刻蚀深度使得满足布拉格衍射条件，将垂直入射的光转变为水平方向；离子注入浓度峰值的深度要求大于光栅刻蚀深度1到60nm之间。2.根据权利要求1所述的一种垂直耦合型波分复用光信号接收共面光电探测器，其特征在于：采用二维耦合光栅区作为入射面。3.根据权利要求1所述的一种垂直耦合型波分复用光信号接收共...

【专利技术属性】
技术研发人员：李冲，黎奔，鲍凯，秦世宏，赵艳军，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：北京,11