[发明专利]一种具有非对称结的硅基探测器及其制备方法

权利要求书

1.一种具有非对称结的硅基探测器，其特征在于，包括：

SOI衬底，包括：底部硅材料层；形成在所述底部硅材料层上的二氧化硅填埋层；以及形成在所述二氧化硅填埋层上的顶层硅，所述顶层硅上形成波导层，所述顶层硅的两侧形成台面；

n型轻掺杂区，形成在所述顶层硅和所述波导层上，所述n型轻掺杂区上形成有n型重掺杂区；

p型轻掺杂区，形成在所述顶层硅和所述波导层上，所述p型轻掺杂区上形成有p型重掺杂区；

光吸收层，形成在所述波导层上，所述光吸收层的部分表面上形成有光吸收层p型轻掺杂区，所述光吸收层p型轻掺杂区与所述p型轻掺杂区电性连接；

二氧化硅窗口层，形成在所述顶层硅和所述波导层上，与所述波导层对应的所述二氧化硅窗口层上开有与所述光吸收层底边尺寸吻合的外延窗口；

绝缘介质层，形成在所述光吸收层和所述二氧化硅窗口层上；

与所述n型重掺杂区对应的所述二氧化硅窗口层和所述绝缘介质层上开有第一电极窗口；

与所述p型重掺杂区对应的所述二氧化硅窗口层和所述绝缘介质层上开有第二电极窗口；

n电极，形成在所述第一电极窗口上，与所述n型重掺杂区电性连接；

p电极，形成在所述第二电极窗口上，与所述p型重掺杂区电性连接。

2.根据权利要求1所述的硅基探测器，其特征在于，所述n型轻掺杂区、所述光吸收层和所述光吸收层p型轻掺杂区形成非对称纵向PIN结。

3.根据权利要求1所述的硅基探测器，其特征在于，所述光吸收层为选择外延获得，所述光吸收层的截面为等腰三角形、等腰梯形或准半圆形。

4.根据权利要求1所述的硅基探测器，其特征在于，所述光吸收层的材料为纯锗或锗锡合金。

5.根据权利要求1所述的硅基探测器，其特征在于，所述n型轻掺杂区和所述p型轻掺杂区为空间上非对称掺杂，所述n型轻掺杂区的区域大于所述p型轻掺杂区的区域。

6.根据权利要求1所述的硅基探测器，其特征在于，所述n型轻掺杂区与所述p型轻掺杂区之间有未掺杂区域。

7.根据权利要求1所述的硅基探测器，其特征在于，所述光吸收层的长度大于5μm，宽度大于400nm。

8.根据权利要求1所述的硅基探测器，其特征在于，所述光吸收层p型轻掺杂区位于偏向所述p型轻掺杂区的一侧，并与所述p型轻掺杂区电性连接。

9.根据权利要求1所述的硅基探测器，其特征在于，所述n型重掺杂区、所述n电极、所述p型重掺杂区和所述p电极都位于所述顶层硅上，并远离所述光吸收层。

10.一种如权利要求1～9中任一项所述硅基探测器的制备方法，其特征在于，包括：

提供一SOI衬底，所述SOI衬底包括：底部硅材料层；形成在所述底部硅材料层上的二氧化硅填埋层；以及形成在所述二氧化硅填埋层上的顶层硅；

将所述顶层硅制作成台面，形成波导层；

在所述顶层硅和所述波导层上形成n型轻掺杂区，在所述n型轻掺杂区上形成n型重掺杂区；

在所述顶层硅和所述波导层上形成p型轻掺杂区，在所述p型轻掺杂区上形成p型重掺杂区；

在所述顶层硅和所述波导层上形成二氧化硅窗口层，与所述波导层对应的二氧化硅窗口层上开有外延窗口；

在所述二氧化硅窗口层的外延窗口中选择外延光吸收层；

在所述光吸收层上形成光吸收层p型轻掺杂区；

在所述光吸收层和所述二氧化硅窗口层上形成绝缘介质层；

在与所述n型重掺杂区对应的所述二氧化硅窗口层和所述绝缘介质层上开有第一电极窗口；

在与所述p型重掺杂区对应的所述二氧化硅窗口层和所述绝缘介质层上开有第二电极窗口；

在所述第一电极窗口上形成n电极，在所述第二电极窗口上形成p电极。