[發明專利]一種集成鍺電阻溫度傳感器的硅基光子芯片

有效

• 申請號: 201611219563.5
• 申請日: 2016-12-26
• 公開（公告）號: CN106629572B
• 公開（公告）日: 2018-08-24
• 發明（設計）人: 王磊;肖希;陳代高;李淼峰;楊奇;余少華
• 申請（專利權）人: 武漢郵電科學研究院
• 主分類號: B81B7/00
• 分類號: B81B7/00
• 代理公司: 北京捷誠信通專利事務所(普通合伙) 11221
• 代理人: 王衛東

1.一種集成鍺電阻溫度傳感器的硅基光子芯片，其特征在于，所述硅基光子芯片集成的鍺電阻溫度傳感器制作在SOI晶圓上，所述鍺電阻溫度傳感器設置在靠近待測硅基光波導的一側，所述鍺電阻溫度傳感器的電阻隨著檢測到的所述待測硅基光波導的溫度變化而變化；

所述鍺電阻溫度傳感器的底層為硅襯底，所述硅襯底上為二氧化硅層，所述二氧化硅層的上表面的中部設有重摻雜硅層，所述重摻雜硅層的上表面的中部設有梯形結構的鍺層；

所述重摻雜硅層的上表面的兩端設有與兩個第一電極接觸的兩個第一通孔，所述鍺層的上底的外表面設有與第二電極接觸的第二通孔，所述二氧化硅層、重摻雜硅層、鍺層、第一通孔、第二通孔以及第一電極和第二電極之間形成的空間填充有覆蓋二氧化硅層，所述第一電極與第二電極之間的電阻為所述鍺電阻溫度傳感器的電阻。

2.如權利要求1所述的集成鍺電阻溫度傳感器的硅基光子芯片，其特征在于，所述鍺層的兩個側面設有覆蓋多晶硅層，所述鍺層的上底的外表面設有重摻雜的覆蓋多晶硅層，所述第一電極經所述第一通孔與所述重摻雜硅層和鍺層接觸，所述第二電極經所述第二通孔與所述重摻雜的覆蓋多晶硅層和鍺層接觸。

3.如權利要求1所述的集成鍺電阻溫度傳感器的硅基光子芯片，其特征在于，所述鍺層的上底的內表面設有重摻雜鍺層，所述第一電極經所述第一通孔與所述重摻雜硅層和鍺層接觸，所述第二電極經所述第二通孔與所述重摻雜鍺層和鍺層接觸。

4.如權利要求1所述的集成鍺電阻溫度傳感器的硅基光子芯片，其特征在于，所述鍺電阻溫度傳感器的底層為硅襯底，所述硅襯底上為二氧化硅層，所述二氧化硅層的上表面的中部設有鍺層和設置在所述鍺層兩側的重摻雜硅層，一側的所述重摻雜硅層的上表面設有與第一電極接觸的第一通孔，另一側的所述重摻雜硅層的上表面設有與第二電極接觸的第二通孔，所述二氧化硅層、重摻雜硅層、鍺層、第一通孔、第二通孔以及第一電極和第二電極之間形成的空間填充有覆蓋二氧化硅層；

所述第一電極經所述第一通孔與一側的所述重摻雜硅層和鍺層接觸，所述第二電極經所述第二通孔與另一側的所述重摻雜硅層和鍺層接觸，所述第一電極與第二電極之間的電阻為所述鍺電阻溫度傳感器的電阻。

5.如權利要求1所述的集成鍺電阻溫度傳感器的硅基光子芯片，其特征在于，所述鍺電阻溫度傳感器的電阻表示為：

R(T)＝R₀exp(T₀/T)；

其中，R₀表示溫度為T₀時，所述鍺電阻溫度傳感器的電阻，T₀為25℃；R(T)表示溫度為T時，所述鍺電阻溫度傳感器的電阻。

6.如權利要求1-4任一項所述的集成鍺電阻溫度傳感器的硅基光子芯片，其特征在于，所述鍺層的厚度大于300nm，小于1μm。

7.如權利要求6所述的集成鍺電阻溫度傳感器的硅基光子芯片，其特征在于，加載在所述第一電極與第二電極之間的電壓大于1V，小于5V。

8.如權利要求6所述的集成鍺電阻溫度傳感器的硅基光子芯片，其特征在于，所述重摻雜硅層、重摻雜的覆蓋多晶硅層和重摻雜鍺層為P型摻雜或N型摻雜。

9.如權利要求8所述的集成鍺電阻溫度傳感器的硅基光子芯片，其特征在于，所述重摻雜硅層、重摻雜的覆蓋多晶硅層和重摻雜鍺層的摻雜濃度大于10¹⁸。