一种高速硅基锗光电探测器制造技术

一种高速硅基锗光电探测器，属于硅基光电子集成技术领域。本发明专利技术为了缓解现有硅基光电探测器中性能与部署成本高的固有矛盾。本发明专利技术包括SOI衬底层；刻蚀顶层硅衬底后形成的光栅结构和绝热光子波导；掺杂顶层硅衬底后形成的N型掺杂区以及P型掺杂区；在顶层硅上外延形成的锗吸收区；N型掺杂区上生长的第一电极；P型掺杂区上生长的第二电极，第一电极与第二电极到中间吸收区距离不对称，形成加速的不对称电极。其中，从横截面来看，N型掺杂区和P型掺杂区分别位于两侧，而锗吸收区位于N型掺杂区和P型掺杂区中间，形成横向PIN结结构。N型掺杂区从中心区域至端面依此包括N轻掺杂区，N中掺杂区，以及N重掺杂区，第一电极位于N重掺杂区。P型掺杂区从中心区域至端面依此包括P轻掺杂区，P中掺杂区，以及P重掺杂区，第二电极位于P重掺杂区。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种高速硅基锗光电探测器，特别涉及硅基光电子集成领域。

技术介绍

1、在当今信息时代，大数据、云计算、人工智能等应用的蓬勃发展，刺激了对数据通信能力的需求激增。这种技术飞跃对核心光电探测器的性能提出了前所未有的要求，以实现下一代数据中心的大规模数据交换。同时，这种苛刻的需求对成本效益、紧凑的外形因素和可扩展的集成潜力施加了严格的规范。目前，iii-v型复合光电探测器因其优异的光电特性(高载流子迁移率、直接带隙跃迁和宽光谱响应范围)在高速应用中占据主导地位。然而，他们与硅的晶格不匹配混合集成面临着关键的限制。在各种光互连解决方案中，锗硅光电探测器由于硅基工艺具有量产兼容性、亚微米级集成精度和成本优势，已成为取代传统铟磷器件的核心技术方向。然而，固有的材料限制阻碍了ge/si光电探测器的高速运行，而现有结构对复杂架构和多步骤制造工艺的依赖阻碍了成本效益、紧凑外形和可扩展集成潜力的充分实现。

技术实现思路

1、本专利技术为了缓解现有硅基光电探测器中性能与部署成本高的固有矛盾，进而提出一种高速光电探测器本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种高速硅基锗光电探测器，其特征在于，包括SOI衬底层、顶层硅衬底刻蚀形成的光栅耦合器和波导结构、顶硅层掺杂形成的N掺杂区、顶硅层掺杂形成的P掺杂区、顶硅层上外延锗形成的锗吸收区、位于N掺杂区掺杂的第一电极、位于P掺杂区掺杂的第二电极；所述P掺杂区与N掺杂区分别位于两侧，锗吸收区位于P掺杂区和N掺杂区中间，形成横向PIN结结构。

2.根据权利要求1所述的一种高速硅基锗光电探测器，其特征在于，SOI衬底层由三层组成，自下而上分别为底层硅衬底层1-1、SiO2衬底层1-2、顶硅层衬底层1-3。

3.根据权利要求1所述的一种高速硅基锗光电探测器，其特征在于，所述硅波...

【技术特征摘要】

1.一种高速硅基锗光电探测器，其特征在于，包括soi衬底层、顶层硅衬底刻蚀形成的光栅耦合器和波导结构、顶硅层掺杂形成的n掺杂区、顶硅层掺杂形成的p掺杂区、顶硅层上外延锗形成的锗吸收区、位于n掺杂区掺杂的第一电极、位于p掺杂区掺杂的第二电极；所述p掺杂区与n掺杂区分别位于两侧，锗吸收区位于p掺杂区和n掺杂区中间，形成横向pin结结构。

2.根据权利要求1所述的一种高速硅基锗光电探测器，其特征在于，soi衬底层由三层组成，自下而上分别为底层硅衬底层1-1、sio2衬底层1-2、顶硅层衬底层1-3。

3.根据权利要求1所述的一种高速硅基锗光电探测器，其特征在于，所述硅波导包括硅脊波导，弯曲波导和渐变波导，所述渐变波导的宽度逐渐递增且位于吸收区一侧。

4.根据权利要求1所述的一种高速硅基锗光电探测器，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：李玲，闫亭伟，张宇峰，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：