[发明专利]光栅垂直耦合型插指光电探测器在审

专利信息
申请号: 201811149700.1 申请日: 2018-09-29
公开(公告)号: CN109461787A 公开(公告)日: 2019-03-12
发明(设计)人: 李冲;秦世宏;黎奔;鲍凯 申请(专利权)人: 北京工业大学
主分类号: H01L31/105 分类号: H01L31/105;H01L31/0232;H01L31/0352;H01L31/18
代理公司: 北京思海天达知识产权代理有限公司 11203 代理人: 刘萍
地址: 100124 *** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 插指 光栅 光电探测器 垂直耦合 欧姆接触电极 本征吸收区 光栅区 刻蚀 离子 半导体光电器件 电子束曝光 顶层硅表面 高集成度 高可靠性 交替形成 吸收效率 衬底层 顶层硅 光互联 掩埋层 断路 光刻 绝缘
【权利要求书】:

1.一种光栅垂直耦合型插指光电探测器结构,其特征在于,包括p+欧姆接触电极(101)、n+欧姆接触电极(102)、p型掺杂插指区(103)、n型掺杂插指区(104)、本征吸收区(105)、绝缘掩埋层(106)、衬底层(107)、光栅区(108),所述p型掺杂插指区(103),n型掺杂插指区(104)是横向依次通过光刻离子注入在顶层硅中形成的掺杂区域,之间的间隙是本征吸收区(105);所述p+欧姆接触电极(101)和n+欧姆接触电极(102)分别是对应溅射在两侧的p型掺杂插指区(103),n型掺杂插指区(104)之上作为电极;所述光栅区(108),是在顶层硅两侧电极中间部分通过电子束曝光和干法刻蚀技术,纵向形成的周期性条状光栅结构;控制光栅的周期,刻蚀深度使得满足布拉格衍射条件,将垂直入射的光转变为水平方向;离子注入浓度峰值的深度要求大于光栅刻蚀深度30到60nm之间。

2.根据权利要求1所述的一种光栅垂直耦合型插指光电探测器,其特征在于:光吸收在顶层硅中,通过光栅改变垂直的光为水平传输,横向吸收。

3.根据权利要求1所述的一种光栅垂直耦合型插指光电探测器,其特征在于:横向的叉指结构为条状叉指,多层圆环叉指或多层条状多边形插指结构。

4.根据权利要求1所述的一种光栅垂直耦合型插指光电探测器,其特征在于:探测器的材料为:Si、Ge/Si、InGaAs/InP或AlGaAs/GaAs、GaN/Ga2O3/AlN或SiC材料体系。

5.根据权利要求1所述的一种光栅垂直耦合型插指光电探测器,其特征在于:探测波长范围包括紫外、可见光、红外光波段。

6.根据权利要求1所述的一种光栅垂直耦合型插指光电探测器,其特征在于:适用于垂直入射光接收设计。

7.根据权利要求1所述的一种光栅垂直耦合型插指光电探测器,其特征在于:使用CMOS工艺制作完成。

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