[发明专利]波导复合式耦合型单行载流子探测器

摘要

波导复合式耦合型单行载流子探测器涉及半导体光电器件领域以及光互联领域。波导耦合将器件光吸收和电输运方向相互垂直，光从波导通过端面对接或者倏逝波效应耦合到吸收材料中，吸收效率由器件长度决定；单行载流子结构是利用多子迟豫时间短，仅高速少子输运，缩短渡越时间的同时抑制空间电荷效应，提高探测器的饱和度和线性度。本发明就是将端面对接及倏逝波耦合结合以减少单纯倏逝波耦合的光损耗，来针对光互连领域中特别天线系统以及平衡探测系统中的光电探测器的高线性度、高速率、高信噪比以及高密度集成的需求，设计并制作了一种波导耦合型单行载流子光电探测器结构。

主权项

1.一种波导复合式耦合型单行载流子探测器结构，其特征在于，包括p+欧姆接触电极(101)、p型阶梯状梯度掺杂分布的吸收区(102)、本征区(103)、n+欧姆接触区(104)、n+欧姆接触电极(105)、绝缘掩埋层(106)、衬底层(107)和单模入射波导(108)，所述p型阶梯状梯度掺杂分布的吸收区(102)，所述吸收区(102)上表面掺杂浓度是能与所述金属电极(101)形成欧姆接触的重掺杂浓度，重掺杂浓度在5×1018～1×1020cm-3选取；所述吸收区(102)下表面处的掺杂浓度在5×1016～1×1017cm-3之间选取，在所述吸收区(102)内从上至下浓度为阶梯状下降，下降阶梯的阶梯个数纵向选取2～50点，点所在界面纵向两侧的掺杂浓度差>10％，所述吸收区(102)的截面为矩形，宽度等于所述单模入射波导(108)的宽度，所述吸收区(102)位于所述本征区(103)顶部，同时，所述本征区(103)位于所述单模入射波导(108)的末端，所述本征区(103)的厚度在所述单模入射波导(108)厚度的10％～90％之间选取，所述本征区(103)的宽度在所述单模入射波导(108)宽度的100％～150％之间选取，所述本征区(103)及所述吸收区(102)与所述单模入射波导(108)的一侧对齐共平面，所述本征区(103)的另一侧紧挨着所述n+欧姆接触区(104)；所述单模入射波导(108)、所述n+欧姆接触区(104)和所述本征区(103)底面共平面，且位于同一材料层；所述n+欧姆接触区(104)和所述本征区(103)厚度相同。