[发明专利]波导型GePb红外光电探测器及其制造方法

权利要求书

1.一种波导型GePb红外光电探测器，其特征在于，包括硅衬底以及均位于所述硅衬底表面的波导层和器件结构；所述器件结构包括沿垂直于所述硅衬底的方向依次叠置的下接触层、第一缓冲层、吸收层、第二缓冲层和上接触层，所述吸收层的材料为Ge_1-xPb_x，其中，0.001＜x＜0.02，所述吸收层是采用Ge材料的选择性外延生长与Pb离子注入相结合的方式来形成；所述波导层的材料为硅；所述下接触层的材料为具有第一掺杂离子的硅材料；所述上接触层的材料为具有第二掺杂离子的Ge材料，且所述第二掺杂离子与所述第一掺杂离子的导电类型相反；所述波导层与所述下接触层连接，所述波导层中的光信号通过倏逝波耦合进入所述器件结构，所述波导型GePb红外光电探测器的探测范围在3μm以上。

2.根据权利要求1所述的波导型GePb红外光电探测器，其特征在于，所述第一缓冲层与所述第二缓冲层的材料均为Ge或者SiGe。

3.一种波导型GePb红外光电探测器的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：

提供硅衬底；

形成波导层于所述硅衬底表面；

形成器件结构于所述硅衬底表面，所述器件结构包括沿垂直于所述硅衬底的方向依次叠置的下接触层、第一缓冲层、吸收层、第二缓冲层和上接触层，所述吸收层的材料为Ge_1-xPb_x，其中，0.001＜x＜0.02，所述吸收层是采用Ge材料的选择性外延生长与Pb离子注入相结合的方式来形成；所述波导层的材料为硅；所述下接触层的材料为具有第一掺杂离子的硅材料；所述上接触层的材料为具有第二掺杂离子的Ge材料，且所述第二掺杂离子与所述第一掺杂离子的导电类型相反；所述波导层与所述下接触层连接，所述波导层中的光信号通过倏逝波耦合进入所述器件结构，所述波导型GePb红外光电探测器的探测范围在3μm以上。

4.根据权利要求3所述的波导型GePb红外光电探测器的制造方法，其特征在于，所述硅衬底包括沿其轴向方向依次叠置的底层硅、埋氧化层和顶层硅；形成波导层于所述硅衬底表面的具体步骤包括：

刻蚀所述顶层硅，形成所述波导层、并于所述顶层硅中定义出器件区域。

5.根据权利要求4所述的波导型GePb红外光电探测器的制造方法，其特征在于，形成器件结构于所述硅衬底表面的具体步骤包括：

于所述器件区域注入第一掺杂离子，形成所述下接触层；

形成第一缓冲层于所述下接触层 表面；

形成吸收层于所述第一缓冲层表面；

形成第二缓冲层于所述吸收层表面；

形成上接触层于所述第二缓冲层表面。

6.根据权利要求5所述的波导型GePb红外光电探测器的制造方法，其特征在于，形成吸收层于所述下接触层表面的具体步骤包括：

沉积Ge材料于所述下接触层表面，形成预吸收层；

自所述预吸收层背离所述下接触层的表面注入Pb离子，形成材料为Ge_1-xPb_x的所述吸收层。