[发明专利]一种同层光电集成器件

说明书

本发明涉及一种同层光电集成器件，包括p型掺杂Si衬底、p型掺杂Ge层、光源GeSn层、波导GeSn层、探测器GeSn层、光源n型掺杂Ge、探测器n型掺杂Ge层、光源n型掺杂Si层、探测器n型掺杂Si层、光源SiO₂层、探测器SiO₂层、第一和第二氧化层、α‑Si层、压应力膜、张应力膜、光源电极以及探测器电极，各层由下至上层叠于p型掺杂Si衬底上。本发明通过使用Si基改性Ge材料，实现光源、波导以及探测器的同层制备，器件结构新颖、集成度高、工艺成本低。

技术领域

本发明属于集成电路技术领域，具体涉及一种同层光电集成器件。

背景技术

集成光电子学是当今光电子学领域的发展前沿之一，它主要研究集成 在一个平面上的光电子学器件和光电子系统的理论、技术与应用，是光电 子学发展的必由之路和高级阶段。光电集成概念提出至今已有二十多年的 历史。随着光通信、光信息处理、光计算、光显示等学科的发展，人们对 具有体积小、重量轻、工作稳定可靠、低功耗、高速工作的光电子集成产 生浓厚的兴趣，加之材料科学和先进制造技术的进展，使它在单一结构上 集成光学、光/电和电子元件成为可能，并构成具有单一功能或多功能的光 电子集成电路(OEIC,Optoelectronic Integrated Circuit)。随着半导体工艺水平 的不断进步，集成规模与电路速度也翻倍增长，因此带来了一系列电互连， 光互连问题。

但现有制备工艺制备形成的光学和电子器件间结构不易兼容，生产成 本高且工艺周期较长。

因此，制备一种使光学器件和电子器件间结构易兼容的光电集成器件 就显得尤为重要。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种同层光电集 成器件。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

本发明实施例提供了一种同层光电集成器件，包括：

p型掺杂Si衬底；

p型掺杂Ge层，设置于所述p型掺杂Si衬底上；

光源GeSn层、光源n型掺杂Ge层、光源n型掺杂Si层、光源SiO₂层，所述光源GeSn层、所述光源n型掺杂Ge层、所述光源n型掺杂Si 层、所述光源SiO₂层依次层叠设置于所述p型掺杂Ge层上；

波导GeSn层，设置于所述p型掺杂Ge层上；

探测器GeSn层、探测器n型掺杂Ge层、探测器n型掺杂Si层、探测 器SiO₂层，所述探测器GeSn层、所述探测器n型掺杂Ge层、所述探测器 n型掺杂Si层、所述探测器SiO₂层依次层叠设置于所述p型掺杂Ge层上；

第一氧化层和第二氧化层，均设置于所述p型掺杂Ge层上，其中，所 述第一氧化层设置于所述光源GeSn层与所述波导GeSn层之间，所述第二 氧化层设置于所述波导GeSn层与所述探测器GeSn层之间；

α-Si层，设置于所述波导GeSn层上；

压应力膜，设置于所述第一氧化层上及两侧、所述第二氧化层上及两 侧、所述α-Si层上及两侧、所述波导GeSn层两侧；

张应力膜，设置于所述p型掺杂Ge层上、所述探测器GeSn层两侧、 所述探测器n型掺杂Ge层两侧、所述探测器n型掺杂Si层两侧、所述探 测器SiO₂层上及两侧；

光源电极，设置于所述光源SiO₂层上及所述p型掺杂Ge层上；

探测器电极，设置于所述张应力膜上。

在本发明的一个实施例中，所述p型掺杂Si衬底的厚度为30nm-750nm。