基于布拉格反射镜的波导型Ge/Si雪崩光电二极管及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种基于布拉格反射镜的波导型Ge/Si雪崩光电二极管及制备方法，该雪崩光电二极管包括阳极、Ge电极接触层、吸收层、电荷层、倍增层、阴极、衬底层、保护层、多周期布拉格反射镜和光波导，其中，倍增层、电荷层、吸收层、Ge电极接触层及阳极自下而上依次设置在衬底层上，阴极设置在衬底层上且位于倍增层的侧面；多周期布拉格反射镜和光波导分别位于倍增层、电荷层和吸收层形成的叠层结构的相对两侧；多周期布拉格反射镜覆盖在多周期布拉格反射镜、光波导、阴极的上表面。该雪崩光电二极管利用布拉格反射镜的强反射作用，提高光的耦合效率，增强了器件的光吸收，提高了器件的响应度。度。度。

【技术实现步骤摘要】
基于布拉格反射镜的波导型Ge/Si雪崩光电二极管及制备方法


[0001]本专利技术属于光电二极管
，具体涉及一种基于布拉格反射镜的 波导型Ge/Si雪崩光电二极管及制备方法。

技术介绍

[0002]雪崩光电二极管(Avalanche Photodiode,APD)是一种具有内部增益、能 将探测到的光电流进行放大的有源器件。由于其对磁场不敏感，体积比较小， 工作电压相对较低，接收能力强，灵敏度高，被广泛应用于高速数据通信系 统、生物检测、放射性探测，量子密钥分发系统，天文测光、光电通讯等领 域。近年来，以Ge材料作为吸收层，Si材料作为倍增层且吸收区、电荷区 和倍增区互相分离(SACM)的Ge/Si APD，在低噪声和低暗电流及近红外探 测方面显示出巨大的优势。
[0003]波导型Ge/Si APD由于其集成化程度高，并且可以通过将光吸收路径 和载流子收集路径分离开以进一步提高器件的增益带宽积，成为当今APD 的研究热点。然而，目前传统的单模或多模波导APD在1.55μm波长下的 耦合效率比较低，这极大地限制了波导型APD的光吸收。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于布拉格反射镜的波导型Ge/Si雪崩光电二极管，其特征在于，包括阳极(1)、Ge电极接触层(2)、吸收层(3)、电荷层(4)、倍增层(5)、阴极(6)、衬底层、保护层(10)、多周期布拉格反射镜(11)和光波导(12)，其中，所述倍增层(5)、所述电荷层(4)、所述吸收层(3)、所述Ge电极接触层(2)及所述阳极(1)自下而上依次设置在所述衬底层上，所述阴极(6)设置在所述衬底层上且位于所述倍增层(5)的侧面；所述多周期布拉格反射镜(11)和所述光波导(12)分别位于所述倍增层(5)、所述电荷层(4)和所述吸收层(3)形成的叠层结构的相对两侧；所述多周期布拉格反射镜(11)的不同层竖向交替排列在所述叠层结构的一侧；所述保护层(10)覆盖在所述多周期布拉格反射镜(11)、所述光波导(12)、所述阴极(6)的上表面。2.根据权利要求1所述的基于布拉格反射镜的波导型Ge/Si雪崩光电二极管，其特征在于，所述衬底为SOI衬底，自上而下依次包括Si电极接触层(7)、SiO2埋氧化层(8)和Si衬底(9)，所述Si电极接触层(7)采用As或P掺杂成n型，掺杂浓度大于1
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‑3。3.根据权利要求1所述的基于布拉格反射镜的波导型Ge/Si雪崩光电二极管，其特征在于，所述Si电极接触层(7)的表面积小于所述SiO2埋氧化层(8)的表面积，所述光波导(12)位于SiO2埋氧化层(8)上表面未被所述Si电极接触层(7)覆盖的区域，且与所述倍增层(5)和所述电荷层(4)的侧面接触。4.根据权利要求1所述的基于布拉格反射镜的波导型Ge/Si雪崩光电二极管，其特征在于，所述多周期布拉格反射镜(11)由Si和SiO2，Si和空气或者Si和Si3N4介质材料交替排列组成。5.根据权利要求3所述的基于布拉格反射镜的波导型Ge/Si雪崩光电二极管，其特征在于，所述阴极(6)包括第一阴极部分(61)和第二阴极部分(62)，所述第一阴极部分(61)和所述第二阴极部分(62)均设置在所述Si电极接触层(7)上表面且分别位于所述叠层结构的相对两侧，且与所述多周期布拉格反射镜(11)和所述光波导(12)位于不同侧。6.根据权利要求1所述的基于布拉格反射镜的波导型Ge/Si雪崩光电二极管，其特征在于，所述Ge电极接触层(2)采用B掺杂成p型，掺杂浓度大于3
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‑3；所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：张军琴，刘蒙，单光宝，杨银堂，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：