[發明專利]一種探測器及制作工藝

在審

• 申請號: 202011039425.5
• 申請日: 2020-09-28
• 公開（公告）號: CN112201714A
• 公開（公告）日: 2021-01-08
• 發明（設計）人: 崔積適;王娟;崔文靜;陳洪敏
• 申請（專利權）人: 三明學院
• 主分類號: H01L31/0352
• 分類號: H01L31/0352;H01L31/105;H01L31/18
• 代理公司: 廈門智慧呈睿知識產權代理事務所(普通合伙) 35222
• 代理人: 楊唯

本發明提供了一種探測器及制作工藝，探測器包括：波導層；所述波導層包括相互隔斷的第一本征區和第二本征區、與所述第一本征區相連的N型區、與所述第二本征區相連的P型區；電極；包括陽極和陰極；所述陽極設置在所述P型區上，所述陰極設置在所述N型區上；絕緣層；設置于所述陰極與所述第一本征區、所述陽極與所述第二本征區以及所述第一本征區和第二本征區之間，并覆蓋所述波導層。解決了缺陷態的硅基全硅探測器在進行長波長吸收的同時具有較大的暗電流的問題。

技術領域

本發明涉及探測器領域，特別涉及一種探測器及制作工藝。

背景技術

近年來，隨著物聯網的迅猛發展，光纖通信系統作為物聯網的重要依托，其發展受到更多的重視。在長途骨干網領域，隨著光傳輸技術的成熟和發展，世界范圍內出現了干線傳輸網絡的建設熱潮，傳輸帶寬、傳輸容量快速發展。

隨著光纖通信系統的發展，光器件的發展也同樣面臨著機遇和挑戰，如何開發出性能優良、價格低廉的光器件已經成為人們所面臨的首要問題。硅基光電子器件具有易于集成、工藝成本低等優點，近些年來引起研究人員的廣泛關注。硅(Si)材料作為微電子領域的傳統材料，在加工工藝和制作成本上有著其他材料無可比擬的優勢，硅基光電子集成技術應運而生。作為硅基光電集成技術中的重要的代表元件之一的光電探測器，它的作用就是把入射的光信號轉化為電信號，以便后續的信號處理電路進行分析。硅基鍺光電探測器經過十幾年的發展，在結構上不斷優化，性能進一步提高。

近年來，在學術界和工業界的持續創新努力下，各種高性能指標的波導集成的硅基鍺光電探測器不斷被提出，部分指標已經達到了商用三五族探測器的水平。

由于硅的吸收限為1100nm，對1550nm通信波段的光沒有吸收，因此硅不能做吸收材料?？紤]到材料的晶格匹配和吸收系數，目前硅基探測器普遍采用鍺作為吸收材料。然而，由于傳統的CMOS工藝沒有鍺生長設備，增加了工藝的復雜程度。而硅的表面由于懸掛鍵使硅存在表面能級，可以對1550nm的光進行吸收。所以科研工作者提出了缺陷態的硅基全硅探測器。然而缺陷態在通過產生中間能級進行長波長吸收的同時，也導致了缺陷態探測器具有較大的暗電流，從而限制了其應用。

發明內容

本發明公開了一種探測器及制作工藝，旨在解決缺陷態的硅基全硅探測器在進行長波長吸收的同時具有較大的暗電流的問題。

本發明第一實施例提供了一種探測器，包括：

波導層；所述波導層包括相互隔斷的第一本征區和第二本征區、與所述第一本征區相連的N型區、與所述第二本征區相連的P型區；

電極；包括陽極和陰極；所述陽極設置在所述P型區上，所述陰極設置在所述N型區上；

絕緣層；設置于所述陰極與所述第一本征區、所述陽極與所述第二本征區以及所述第一本征區和第二本征區之間，并覆蓋所述波導層。

優選地，所述絕緣層為二氧化硅。

優選地，所述絕緣層通過外延形成。

優選地，所述第一本征區和第二本征區之間的間隙為5-20納米。

優選地，所述P型區和N型區之間的距離為600納米。

優選地，所述第一本征區與所述第二本征區的材質為缺陷硅。

本發明第二實施例提供了一種如上任意一項所述的探測器的制作工藝，包括：

準備SO I襯底；

在所述SO I襯底上刻蝕生成本征硅，并將所述本征硅隔斷，形成互不相連的第一本征硅和第二本征硅；

在所述第一本征硅和所述第二本征硅的側部進行摻雜，形成與所述第一本征硅相連的N型區、及與所述第二本征硅相連的P型區，將陽極設置在N型區上，將陰極設置在P型區上；