[發(fā)明專利]硅納米線光柵諧振增強(qiáng)型光電探測(cè)器及其制作方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110124310.0
• 申請(qǐng)日: 2011-05-13
• 公開（公告）號(hào): CN102201483A
• 公開（公告）日: 2011-09-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 韓偉華;陳燕坤;李小明;張嚴(yán)波;杜彥東;楊富華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體研究所
• 主分類號(hào): H01L31/105
• 分類號(hào): H01L31/105;H01L31/0352;H01L31/18;B81C1/00
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 湯保平

1.一種硅納米線光柵諧振增強(qiáng)型光電探測(cè)器，包括：

一硅襯底；

一氧化硅層，該氧化硅層制作在硅襯底上；

一工形臺(tái)面結(jié)構(gòu)，該工形臺(tái)面結(jié)構(gòu)制作在氧化硅層上，該工形臺(tái)面結(jié)構(gòu)的兩端為P型電極和N型電極，該P(yáng)型電極和N型電極之間連接有硅納米線光柵共振腔結(jié)構(gòu)；

一保護(hù)層，該保護(hù)層制作在工形臺(tái)面結(jié)構(gòu)的表面和側(cè)面，在工形臺(tái)面結(jié)構(gòu)的兩端的P型電極和N型電極上開有電極窗口；

一金屬柵電極，該金屬柵電極制作在硅納米線共振腔結(jié)構(gòu)的保護(hù)層上，并靠近N型電極的一側(cè)；

兩光電流輸出金屬電極，該光電流輸出金屬電極制作在工形臺(tái)面結(jié)構(gòu)的P型電極和N型電極上保護(hù)層的電極窗口內(nèi)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅納米線光柵諧振增強(qiáng)型光電探測(cè)器，其中工形臺(tái)面結(jié)構(gòu)的材料為硅，該工形臺(tái)面結(jié)構(gòu)上的P型電極和N型電極的材料為Ni和Al。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅納米線光柵諧振增強(qiáng)型光電探測(cè)器，其中保護(hù)層的材料為氧化硅或氮化硅，厚度為10-20nm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅納米線光柵諧振增強(qiáng)型光電探測(cè)器，其中的金屬柵電極的材料為金或銀，該金屬柵電極為周期性的納米金屬柵光柵結(jié)構(gòu)，激發(fā)的局域表面等離子體激元，能夠有效地把光集中到亞波長(zhǎng)光柵探測(cè)區(qū)域，增強(qiáng)光的表面透射和吸收。

5.一種硅納米線光柵諧振增強(qiáng)型光電探測(cè)器的制作方法，包括如下步驟：

a)取一包括硅襯底-氧化硅層-頂硅薄層的SOI基片；

b)在SOI基片的頂硅薄層上刻蝕出工形臺(tái)面結(jié)構(gòu)；

c)在工形臺(tái)面結(jié)構(gòu)上，采用電子束曝光套刻并刻蝕出工形臺(tái)面結(jié)構(gòu)兩端之間連接部分的硅納米線共振腔結(jié)構(gòu)；

d)在工形臺(tái)面結(jié)構(gòu)的表面和側(cè)面，氣相沉積介質(zhì)層，形成保護(hù)層；

e)在工形臺(tái)面結(jié)構(gòu)兩端的P型電極和N型電極的保護(hù)層上，光刻電極窗口，分別注入P型和N型離子，在電極窗口內(nèi)制作P型電極和N型電極；

f)進(jìn)行退火，形成歐姆接觸；

g)在工形臺(tái)面結(jié)構(gòu)兩端之間的硅納米線共振腔結(jié)構(gòu)上的保護(hù)層上蒸發(fā)金屬柵電極，該金屬柵電極靠近N型電極的一側(cè)；

h)在P型電極和N型電極上蒸發(fā)光電流輸出金屬電極，完成制作。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的硅納米線光柵諧振增強(qiáng)型光電探測(cè)器，其中保護(hù)層的材料為氧化硅或氮化硅，該保護(hù)層的厚度為10-20nm。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的硅納米線光柵諧振增強(qiáng)型光電探測(cè)器，其中的金屬柵電極的材料為金或銀，該金屬柵電極為周期性的納米金屬柵光柵結(jié)構(gòu)，激發(fā)的局域表面等離子體激元，能夠有效地把光集中到亞波長(zhǎng)光柵探測(cè)區(qū)域，增強(qiáng)光的表面透射和吸收。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的硅納米線光柵諧振增強(qiáng)型光電探測(cè)器的制作方法，其中工形臺(tái)面結(jié)構(gòu)上制作的P型電極和N型電極的材料為Ni和Al。

9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的硅納米線光柵諧振增強(qiáng)型光電探測(cè)器的制作方法，其中退火溫度為400-500℃。