[發明專利]全硅摻雜多結電場增強型鍺光波導探測器

有效

• 申請號: 202110234815.6
• 申請日: 2021-03-03
• 公開（公告）號: CN113035982B
• 公開（公告）日: 2022-09-02
• 發明（設計）人: 王俊;崔乃迪;郭進;馮俊波;胡洋;謝峰
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第三十八研究所;聯合微電子中心有限責任公司
• 主分類號: H01L31/0352
• 分類號: H01L31/0352;H01L31/0232;H01L31/105
• 代理公司: 北京久誠知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11542
• 代理人: 余罡

1.一種全硅摻雜多結電場增強型鍺光波導探測器，其特征在于，包括：沿第一方向依次堆疊的金屬電極(06)、硅氧化上包層(05)、波導層和硅氧化下包層(02)；

所述波導層包括鍺吸收層(04)和薄硅層(03)，所述鍺吸收層(04)位于所述薄硅層(03)和硅氧化上包層(05)之間；

所述鍺吸收層(04)下方的薄硅層(03)設有多結型摻雜區結構；

所述硅氧化上包層(05)包括通孔結構(06a)，所述通孔結構(06a)連接所述金屬電極(06)和所述薄硅層(03)；

所述多結型摻雜區結構至少包括一對P-I-N重摻雜區結構，所述P-I-N重摻雜區結構沿第二方向包括P型重摻雜區(03f)和N型重摻雜區(03g)，所述P型重摻雜區(03f)與N型重摻雜區(03g)之間由非摻雜區區域相隔；

所述薄硅層(03)還包括沿所述第二方向排列的P型重摻雜區(03b)、P型輕摻雜區(03d)、N型輕摻雜區(03e)和N型重摻雜區(03c)；

兩輕摻雜區(03d、03e)各有一部分與所述鍺吸收層(04)沿第一方向的下表面重疊，所述多結型摻雜區結構沿所述第二方向的寬度小于所述鍺吸收層(04)減去所述鍺吸收層(04)與兩輕摻雜區(03d、03e)重疊區的寬度。

2.如權利要求1所述的全硅摻雜多結電場增強型鍺光波導探測器，其特征在于，所述多結型摻雜區結構至少還包括一對N-I-P重摻雜區結構，所述N-I-P重摻雜區結構沿所述第二方向包括N型重摻雜區(03h)和P型重摻雜區(03i)，所述N-I-P重摻雜區結構位于所述非摻雜區區域。

3.如權利要求1所述的全硅摻雜多結電場增強型鍺光波導探測器，其特征在于，所述通孔結構(06a)連接所述金屬電極(06)和所述P型重摻雜區(03b)、N型重摻雜區(03c)；

所述金屬電極(06)和P型重摻雜區(03b)連接的為P電極，所述金屬電極(06)和N型重摻雜區(03c)連接的為N電極，其中P電極加反向偏壓、N電極接地。

4.如權利要求1所述的全硅摻雜多結電場增強型鍺光波導探測器，其特征在于，所述薄硅層(03)還包括刻蝕形成的波導結構(03a)；

所述波導結構(03a)的一端沿光傳播方向連接光柵耦合器或端面耦合器，另一端連接所述多結型摻雜區結構和鍺吸收層(04)。

5.如權利要求1所述的全硅摻雜多結電場增強型鍺光波導探測器，其特征在于，所述全硅摻雜多結電場增強型鍺光波導探測器還包括硅襯底層(01)，所述硅襯底層(01)位于所述硅氧化下包層(02)下方。

6.如權利要求1所述的全硅摻雜多結電場增強型鍺光波導探測器，其特征在于，所述鍺吸收層(04)為采用低溫緩沖層技術生長的鍺材料。