[發明專利]Si基改性Ge單片同層光電器件

在審

• 申請號: 201811562802.6
• 申請日: 2018-12-20
• 公開（公告）號: CN111354821A
• 公開（公告）日: 2020-06-30
• 發明（設計）人: 薛磊
• 申請（專利權）人: 西安科銳盛創新科技有限公司
• 主分類號: H01L31/153
• 分類號: H01L31/153;H01L31/173;H01L31/18
• 代理公司: 西安嘉思特知識產權代理事務所(普通合伙) 61230
• 代理人: 孫濤濤

1.一種Si基改性Ge單片同層光電器件，其特征在于，包括：

襯底(001)；

埋層(002)，所述埋層(002)設置于所述襯底(001)上；

發光器部分(1)、波導部分(2)和探測器部分(3)，所述發光器部分(1)、波導部分(2)和探測器部分(3)設置于所述埋層(002)上；

電極(013)，所述電極(013)設置于所述發光器部分(1)、所述探測器部分(3)和所述埋層(002)上；

其中，所述波導部分(2)，與所述發光器部分(1)和所述探測器部分(3)之間分別設置有隔離層(009)，所述波導部分(2)和所述隔離層(009)的外表面包覆有第一應力膜(011)，所述探測器部分(3)外表面和所述埋層(002)上表面包覆有第二應力膜(012)。

2.根據權利要求1所述的Si基改性Ge單片同層光電器件，其特征在于，所述發光器部分(1)包括：

第一本征Ge層(003)，所述第一本征Ge層(003)設置在所述埋層(002)上，所述第一本征Ge層(003)的高度為40～50nm；

本征GeSn層(004)，所述本征GeSn層(004)設置在第一本征Ge層(003)上，所述本征GeSn層(004)的能帶為直接帶隙，高度為250nm，Sn組份為8％；

第二本征Ge層(005)，所述第二本征Ge層(005)設置在所述本征GeSn層(004)上，高度為40～50nm；

N型Ge層(006)，所述N型Ge層(006)設置于所述第二本征Ge層(005)上，高度為100nm，摻雜濃度為3*10¹⁹cm^-3；

頂層(007)，所述頂層(007)為所述N型摻雜Si層，設置在所述N型Ge層(006)上，高度為100nm，摻雜濃度為10²⁰cm^-3；

保護層(008)，所述保護層(008)設置于所述頂層(007)上，高度為10nm。

3.根據權利要求2所述的Si基改性Ge單片同層光電器件，其特征在于，所述波導部分(2)包括：

第一本征Ge層(003)，所述第一本征Ge層(003)設置在所述埋層(002)上，所述第一本征Ge層(003)的高度為40～50nm；

本征GeSn層(004)，所述本征GeSn層(004)設置在第一本征Ge層上，所述本征GeSn層(004)的能帶為直接帶隙，高度為250nm，Sn組份為8％；

覆蓋層(010)，所述覆蓋層(010)為α-Si層，設置于所述本征GeSn層(004)上。

4.根據權利要求3所述的Si基改性Ge單片同層光電器件，其特征在于，所述第一應力膜(011)為壓應力SiN膜，高度為10～20nm。

5.根據權利要求3所述的Si基改性Ge單片同層光電器件，其特征在于，所述探測器部分(3)包括：依次設置于埋層(002)上的第一本征Ge層(003)、本征GeSn層(004)、第二本征Ge層(005)、N型Ge層(006)、頂層(007)和保護層(008)。

6.根據權利要求5所述的Si基改性Ge單片同層光電器件，其特征在于，所述第二應力膜(012)為張應力SiN膜，高度為10～20nm。

7.根據權利要求1所述的Si基改性Ge單片同層光電器件，其特征在于，所述襯底(001)為P型摻雜Si襯底片，高度為30～750nm，摻雜濃度為10¹⁸cm^-3，所述埋層(002)為P型摻雜Ge層，高度為50nm，摻雜濃度為10²⁰cm^-3。