波导耦合的雪崩光电探测器及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种波导耦合的雪崩光电探测器及其制备方法，其中，本发明专利技术的一个方面提供了一种波导耦合的雪崩光电探测器，包括：SOI衬底，包括：底部硅材料层、中间二氧化硅填埋层和顶层硅；倍增层，覆盖于顶层硅上，倍增层上形成有电荷层；光吸收层，覆盖于电荷层上，光吸收层包括量子点层和量子点层上部的盖层形成的周期结构，光吸收层上形成有掺杂区；绝缘介质层，覆盖于部分所述中间二氧化硅填埋层、部分顶层硅和掺杂区上，在绝缘介质层上开有电极窗口；电极，电极包括n电极和p电极，设置于电极窗口中。口中。口中。

【技术实现步骤摘要】
波导耦合的雪崩光电探测器及其制备方法


[0001]本专利技术涉及光电探测器领域，并特别涉及一种波导耦合的雪崩光电探测器及其制备方法。

技术介绍

[0002]单光子探测在量子通信、光学时域反射仪、量子密钥分布(QKD)、激光测距、三维成像、时间分辨光谱、电路测试和生物成像等诸多领域有广泛的应用前景，成为近年来光电子领域的研究热点。目前，InGaAs/InP作为在通信领域主要使用的单光子探测器，在使用时，因雪崩过程中载流子俘获再释放造成的后脉冲大，需要较长的死时间才能将被俘获的载流子释放，造成较长的死时间，同时还有着无法与硅微电子芯片实现工艺兼容、价格昂贵等不足，在一定程度上限制了应用。
[0003]纯硅单光子雪崩光电探测器具有较佳的恢复时间，但在纯硅单光子雪崩光电探测器的中，由于硅的禁带宽度为1.12eV，无法有效吸收波长大于1100nm的光信号，且短波长的光信号(＜400nm)在硅中穿透度有限，因此硅探测器通常只能有效探测300nm～1100nm的光信号，限制了其在通信波段的应用。锗材料在近红外波段具有较高的光吸收效率，并且完全兼容硅的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种波导耦合的雪崩光电探测器，包括：SOI衬底，包括：底部硅材料层、中间二氧化硅填埋层和顶层硅；倍增层，覆盖于所述顶层硅上，所述倍增层上形成有电荷层；光吸收层，覆盖于所述电荷层上，所述光吸收层包括量子点层和所述量子点层上部的盖层形成的周期结构，所述光吸收层上形成有掺杂区；绝缘介质层，覆盖于部分所述中间二氧化硅填埋层、部分所述顶层硅和所述掺杂区上，在所述绝缘介质层上开有电极窗口；电极，所述电极包括n电极和p电极，设置于所述电极窗口中。2.根据权利要求1所述的探测器，其中，所述周期结构的周期数为10～30；所述光吸收层无p
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n结结构。3.根据权利要求1所述的探测器，其中，所述电荷层和所述掺杂区均为p型掺杂，所述电荷层的掺杂浓度均为1
×
10
17
/cm3～3
×
10
17
/cm3，掺杂深度为50～200nm；所述掺杂区的掺杂浓度大于5
×
10
18
/cm3，掺杂深度小于150nm。4.根据权利要求3所述的探测器，其中，所述p型掺杂的掺杂方式包括以下至少之一：离子注入、扩散或原位掺杂。5.根据权利要求1所述的探测器，其中，所述顶层硅为N型掺杂，掺杂浓度大于5
×
10
18
/cm3；所述倍增层的厚度为700～800nm。6.根据权利要求1所述的探测器，其中，所述绝缘介质层的材料包括：二氧化硅或氮化硅，所述绝缘介质层的厚...

【专利技术属性】
技术研发人员：庞雅青，刘智，成步文，郑军，薛春来，
申请(专利权)人：中国科学院半导体研究所，
类型：发明
国别省市：