基于氮化硅脊型波导的嵌入型石墨烯光探测器及制作方法技术

本发明专利技术涉及一种基于氮化硅脊型波导的嵌入型石墨烯光探测器及制作方法，其中，光探测器包括：衬底、隔离层和光探测结构；隔离层的材料为氧化硅；光探测结构包括脊型波导、石墨烯层和叉指电极结构；脊型波导的材料为氮化硅；脊型波导包括基部和脊部；基部的宽度大于脊部的宽度；石墨烯层位于脊型波导基部之上；在所述石墨烯层之上设置有与所述石墨烯层形成接触的第一金属层和第二金属层；所述第一金属层和第二金属层沿波导传输方向交替放置，并按叉指方式排列，同时向脊型波导基部两侧延伸出来，形成叉指电极结构。其石墨烯层相比传统结构更接近波导中心，与导模的相互作用更强，因此可以获得更高性能，有效避免石墨烯层断裂影响性能。

【技术实现步骤摘要】
基于氮化硅脊型波导的嵌入型石墨烯光探测器及制作方法
本专利技术涉及光电集成
，尤其涉及一种适合与体硅CMOS集成电路芯片进行光电集成的基于氮化硅脊型波导的嵌入型石墨烯光探测器及制作方法。
技术介绍
随着集成电路技术的发展，集成规模越来越大，运行速度越来越快，电互联已经逐渐成为进一步提高系统性能的瓶颈。另一方面，光互联具有功耗低、速度快、不受电磁干扰等优点，使其有望成为电互联的替代。为实现集成电路芯片间高性能光互联，最理想的方式就是将光路的部分，包含电光调制、光电探测和部分光传输媒体等，直接集成到芯片上，芯片与芯片之间直接通过光传输媒体连接。硅基互补金属氧化物半导体(ComplementaryMetal-Oxide-Semiconductor,CMOS)工艺是目前集成电路芯片的主流制造工艺，而其中又以体硅CMOS工艺占主导地位。鉴于体硅CMOS工艺的主导地位，基于体硅CMOS工艺来构建光电集成就具有非常重要的意义。然而，体硅CMOS工艺本身并没有针对光互联的支持，特别是缺少关键的光结构和光电器件，比如光调制器和光探测器等，而现有的光本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于氮化硅脊型波导的嵌入型石墨烯光探测器，其特征在于，所述光探测器包括：衬底(101)、隔离层(102)和光探测结构(300)；/n所述隔离层(102)的材料为氧化硅；/n所述光探测结构(300)包括脊型波导(103)、石墨烯层(106)和叉指电极结构；/n所述脊型波导(103)的材料为氮化硅；/n所述脊型波导(103)包括基部(104)和脊部(105)；/n所述基部(104)的宽度大于脊部(105)的宽度；/n所述石墨烯层(106)位于脊型波导基部(104)之上；/n在所述石墨烯层(106)之上设置有与所述石墨烯层(106)形成接触的第一金属层(107)和第二金属层(108)；/n所...

【技术特征摘要】
1.一种基于氮化硅脊型波导的嵌入型石墨烯光探测器，其特征在于，所述光探测器包括：衬底(101)、隔离层(102)和光探测结构(300)；
所述隔离层(102)的材料为氧化硅；
所述光探测结构(300)包括脊型波导(103)、石墨烯层(106)和叉指电极结构；
所述脊型波导(103)的材料为氮化硅；
所述脊型波导(103)包括基部(104)和脊部(105)；
所述基部(104)的宽度大于脊部(105)的宽度；
所述石墨烯层(106)位于脊型波导基部(104)之上；
在所述石墨烯层(106)之上设置有与所述石墨烯层(106)形成接触的第一金属层(107)和第二金属层(108)；
所述第一金属层(107)和第二金属层(108)沿波导传输方向交替放置，并按叉指方式排列，同时向脊型波导基部(104)两侧延伸出来，形成叉指电极结构。


2.根据权利要求1所述的基于氮化硅脊型波导的嵌入型石墨烯光探测器，其特征在于，所述衬底(101)为半导体材料或半导体集成电路芯片。


3.根据权利要求1所述的基于氮化硅脊型波导的嵌入型石墨烯光探测器，其特征在于，所述第一金属层(107)的材料为钛、镍、钯和钴中的一种。


4.根据权利要求1所述的基于氮化硅脊型波导的嵌入型石墨烯光探测器，其特征在于，所述第二金属层(108)的材料为钛、镍、钯和钴中的一种。


5.根据权利要求1所述的基于氮化硅脊型波导的嵌入型石墨烯光探测器，其特征在于，在所述第一金属层(107)和第二金属层(108)之上，设置有第三金属层(109)和第四金属层(...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹望辉，莫嘉豪，武俞刚，王淳风，
申请(专利权)人：长沙理工大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43