一種光波導(dǎo)探測器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種光波導(dǎo)探測器，包括沿第一方向堆疊的硅襯底層、波導(dǎo)層、納米氧化鋅空心柱層和電極層，波導(dǎo)層位于硅襯底層和納米氧化鋅空心柱層之間，納米氧化鋅空心柱層位于波導(dǎo)層和電極層之間，波導(dǎo)層包括硅波導(dǎo)層和鍺波導(dǎo)層，鍺波導(dǎo)層位于硅波導(dǎo)層和納米氧化鋅空心柱層之間；納米氧化鋅空心柱層為納米氧化鋅柱陣列，納米氧化鋅空心柱層包括第一金屬過孔，第一金屬過孔連接第一鍺高摻雜區(qū)與電極層；硅波導(dǎo)層包括沿第二方向排列的P型硅高摻雜區(qū)、P型硅輕摻雜區(qū)、N型硅輕摻雜區(qū)和N型硅高摻雜區(qū)，第二方向垂直于第一方向。本發(fā)明光波導(dǎo)探測器的光生載流子產(chǎn)生量高、光生載流子在電場中的傳輸速率相對較高和光波導(dǎo)探測器的帶寬相對較高。
【專利說明】
一種光波導(dǎo)探測器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體領(lǐng)域，特別涉及一種光波導(dǎo)探測器。【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前主流光波導(dǎo)探測器為水平PIN(LPIN)光波導(dǎo)探測器，LPIN光波導(dǎo)探測器在硅波導(dǎo)內(nèi)進(jìn)行摻雜，從而在硅波導(dǎo)內(nèi)形成PN結(jié)，該P(yáng)N結(jié)在鍺波導(dǎo)的下方，可以在鍺波導(dǎo)內(nèi)產(chǎn)生一定的電場。由于鍺能夠吸收光信號(hào)，因而在電場作用下，鍺波導(dǎo)內(nèi)產(chǎn)生光生載流子，從而實(shí)現(xiàn)將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。但是目前LPIN光波導(dǎo)探測器的鍺波導(dǎo)內(nèi)部的電場分布較弱， 導(dǎo)致光生載流子在電場中的傳輸速率相對較低，LPIN光波導(dǎo)探測器的帶寬相對較低。并且現(xiàn)有的光波導(dǎo)無法高效得保證光在波導(dǎo)層內(nèi)傳輸，進(jìn)一步降低了光生載流子在電場中的傳輸速率，也減少了光生載流子的產(chǎn)生量。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為解決現(xiàn)有LPIN光波導(dǎo)探測器的光生載流子產(chǎn)生量低、光生載流子在電場中的傳輸速率相對較低和光波導(dǎo)探測器的帶寬相對較低的問題，本發(fā)明提供了一種光波導(dǎo)探測器，包括沿第一方向堆疊的硅襯底層、波導(dǎo)層、納米氧化鋅空心柱層和電極層，波導(dǎo)層位于硅襯底層和納米氧化鋅空心柱層之間，納米氧化鋅空心柱層位于波導(dǎo)層和電極層之間，波導(dǎo)層包括硅波導(dǎo)層和鍺波導(dǎo)層，鍺波導(dǎo)層位于硅波導(dǎo)層和納米氧化鋅空心柱層之間；納米氧化鋅空心柱層為納米氧化鋅柱陣列，納米氧化鋅柱為空心柱，空心柱的空心直徑為30? 50nm;納米氧化鋅空心柱層包括第一金屬過孔，第一金屬過孔連接第一鍺高摻雜區(qū)與電極層;硅波導(dǎo)層包括沿第二方向排列的P型硅高摻雜區(qū)、P型硅輕摻雜區(qū)、N型硅輕摻雜區(qū)和N型硅高摻雜區(qū)，P型硅輕摻雜區(qū)在P型硅高摻雜區(qū)與N型硅輕摻雜區(qū)之間，N型硅輕摻雜區(qū)在P型硅輕摻雜區(qū)與N型硅高摻雜區(qū)之間，第二方向垂直于第一方向；鍺波導(dǎo)層包括第一鍺高摻雜區(qū)和鍺未摻雜區(qū)，鍺波導(dǎo)層的第一表面包括第一鍺高摻雜區(qū)的表面，第一表面為鍺波導(dǎo)層在第一方向上背向硅波導(dǎo)層的表面，第一鍺高摻雜區(qū)的寬度大于零且小于或等于第一表面寬度的一半，第一鍺高摻雜區(qū)的厚度為10?l〇〇nm。
[0004]本發(fā)明，通過在鍺波導(dǎo)上設(shè)置鍺高摻雜區(qū)，相當(dāng)于在鍺波導(dǎo)上設(shè)置電極，鍺波導(dǎo)上的電極可以與硅波導(dǎo)上異性的電極形成PN結(jié)，從而能夠增強(qiáng)鍺波導(dǎo)內(nèi)的電場強(qiáng)度，提高光生載流子的迀移速率，進(jìn)而能夠有效提高光波導(dǎo)探測器的帶寬。并且由于納米氧化鋅空心柱的中心空腔尺寸為納米級(jí)的，光在空心腔內(nèi)遵循“回音廊模型”的傳輸規(guī)律，即最大限度地保證光在波導(dǎo)層內(nèi)傳輸，并且空心腔對光有聚焦的作用，光在空心腔內(nèi)經(jīng)過多次全反射增強(qiáng)后從空心腔沿空心柱的軸心方向射出，從而增加光生載流子的產(chǎn)生量，可提高光波導(dǎo)探測器將光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)的效率，進(jìn)而提高光波導(dǎo)探測器的處理效率。
[0005]在一些實(shí)施方式中，第一鍺高摻雜區(qū)為P型鍺高摻雜區(qū)，第一鍺高摻雜區(qū)在第一表面內(nèi)的中心點(diǎn)與第一表面的第一邊緣的距離小于或等于中心點(diǎn)與第一表面的第二邊緣的距離，第一邊緣為第一表面在第二方向上靠近P型硅高摻雜區(qū)的邊緣，第二邊緣為第一表面在第二方向上靠近N型硅高摻雜區(qū)的邊緣。由此，，通過在鍺波導(dǎo)上靠近P型硅高摻雜區(qū)的位置設(shè)置P型鍺高摻雜區(qū)，不僅能夠增強(qiáng)鍺波導(dǎo)內(nèi)的電場強(qiáng)度，也使得鍺波導(dǎo)內(nèi)的電場強(qiáng)度較為均勻，從而能夠有效提高光生載流子的迀移速率，提高光波導(dǎo)探測器的帶寬。
[0006]在一些實(shí)施方式中，第一鍺高摻雜區(qū)在第一表面上的且沿著第二方向距離P型硅高摻雜區(qū)最近的邊緣與第一邊緣重合。由此可以減少鍺波導(dǎo)層內(nèi)的光場與高摻雜材料之間的相互作用，進(jìn)而能夠降低鍺波導(dǎo)層的光吸收損耗。
[0007]在一些實(shí)施方式中，第一鍺高摻雜區(qū)為N型鍺高摻雜區(qū)，第一鍺高摻雜區(qū)在第一表面內(nèi)的中心點(diǎn)與第一表面的第一邊緣的距離大于或等于中心點(diǎn)與第一表面的第二邊緣的距離，第一邊緣為第一表面在第二方向上靠近P型硅高摻雜區(qū)的邊緣，第二邊緣為第一表面在第二方向上靠近N型硅高摻雜區(qū)的邊緣。由此，通過在鍺波導(dǎo)上靠近N型硅高摻雜區(qū)的位置設(shè)置N型鍺高摻雜區(qū)，不僅能夠增強(qiáng)鍺波導(dǎo)內(nèi)的電場強(qiáng)度，也使得鍺波導(dǎo)內(nèi)的電場強(qiáng)度較為均勻，從而能夠有效提高光生載流子的迀移速率，提高光波導(dǎo)探測器的帶寬。
[0008]在一些實(shí)施方式中，第一鍺高摻雜區(qū)在第一表面上的且沿著第二方向距離N型硅高摻雜區(qū)最近的邊緣與第二邊緣重合。由此可以減少鍺波導(dǎo)層內(nèi)的光場與高摻雜材料之間的相互作用，進(jìn)而能夠降低鍺波導(dǎo)層的光吸收損耗。
[0009]在一些實(shí)施方式中，鍺波導(dǎo)層還包括第二鍺高摻雜區(qū)，第一表面還包括第二鍺高摻雜區(qū)的表面，第二鍺高摻雜區(qū)的寬度大于零且小于或等于第一表面寬度的一半，第二鍺高摻雜區(qū)的厚度為10?l〇〇nm;第一鍺高摻雜區(qū)為P型鍺高摻雜區(qū)，第二鍺高摻雜區(qū)為N型鍺高摻雜區(qū)；納米氧化鋅空心柱層內(nèi)還設(shè)有第二金屬過孔，第二金屬過孔連接第二鍺高摻雜區(qū)與電極層。由此，通過在鍺波導(dǎo)上設(shè)置P型鍺高摻雜區(qū)與N型鍺高摻雜區(qū)，即在鍺波導(dǎo)上設(shè)置P型電極與N型電極，從而能夠更加有效地增強(qiáng)鍺波導(dǎo)內(nèi)的電場強(qiáng)度，進(jìn)一步提高光生載流子的迀移速率，進(jìn)而能夠有效提高光波導(dǎo)探測器的帶寬。
[0010]在一些實(shí)施方式中，第一鍺高摻雜區(qū)在第一表面內(nèi)的中心點(diǎn)與第一表面的第一邊緣的距離小于或等于第一鍺高摻雜區(qū)在第一表面內(nèi)的中心點(diǎn)與第一表面的第二邊緣的距離;第二鍺高摻雜區(qū)在第一表面內(nèi)的中心點(diǎn)與第一表面的第一邊緣的距離大于或等于與第二鍺高摻雜區(qū)在第一表面內(nèi)的中心點(diǎn)與第一表面的第二邊緣的距離;第一邊緣為第一表面在第二方向上靠近P型硅高摻雜區(qū)的邊緣，第二邊緣為第一表面在第二方向上靠近N型硅高摻雜區(qū)的邊緣。由此，通過在鍺波導(dǎo)上靠近P型硅高摻雜區(qū)的位置設(shè)置P型鍺高摻雜區(qū)，以及在鍺波導(dǎo)上靠近N型硅高摻雜區(qū)的位置設(shè)置N型鍺高摻雜區(qū)，在增強(qiáng)鍺波導(dǎo)內(nèi)的電場強(qiáng)度的同時(shí)，也使得鍺波導(dǎo)內(nèi)的電場強(qiáng)度較為均勻，從而能夠有效提高光生載流子的迀移速率，提高光波導(dǎo)探測器的帶寬。
[0011]在一些實(shí)施方式中，第一鍺高摻雜區(qū)在第一表面上的且沿著第二方向距離P型硅高摻雜區(qū)最近的邊緣與第一邊緣重合，第二鍺高摻雜區(qū)在第一表面上的且沿著第二方向距離N型硅高摻雜區(qū)最近的邊緣與第二邊緣重合。由此可以減少鍺波導(dǎo)層內(nèi)的光場與高摻雜材料之間的相互作用，進(jìn)而能夠降低鍺波導(dǎo)層的光吸收損耗。
[0012]在一些實(shí)施方式中，第一鍺高摻雜區(qū)與第二鍺高摻雜區(qū)之間具有間隙。由此，在一定程度上降低了硅/鍺界面處的電場強(qiáng)度，從而減小探測器的暗電流。[0〇13]在一些實(shí)施方式中，鍺未摻雜區(qū)的寬度為200nm?lwii。由此鍺波導(dǎo)層的寬度小于1 Mi，能夠保證鍺波導(dǎo)內(nèi)傳輸?shù)氖菃文２▽?dǎo)，從而可以減小由于模式轉(zhuǎn)換引起的損耗?！靖綀D說明】
[0014]圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的光波導(dǎo)探測器的結(jié)構(gòu)示意圖；[〇〇15]圖2為本發(fā)明實(shí)施例1的納米氧化鋅空心柱層的俯視圖；
[0016]圖3為本發(fā)明實(shí)施例2的光波導(dǎo)探測器的結(jié)構(gòu)示意圖；[〇〇17]圖4為本發(fā)明實(shí)施例3的光波導(dǎo)探測器的結(jié)構(gòu)示意圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0018]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)一步描述。
[0019]實(shí)施例1
[0020]如圖1所示，本發(fā)明的光波導(dǎo)探測器包括沿第一方向(本實(shí)施例為垂直方向)堆疊的硅襯底層1、波導(dǎo)層2、納米氧化鋅空心柱層3和電極層4,波導(dǎo)層2位于硅襯底層1和納米氧化鋅空心柱層3之間，納米氧化鋅空心柱層3位于波導(dǎo)層2和電極層4之間，波導(dǎo)層2包括硅波導(dǎo)層21和鍺波導(dǎo)層22,鍺波導(dǎo)層22位于硅波導(dǎo)層21和納米氧化鋅空心柱層3之間；納米氧化鋅空心柱層3為納米氧化鋅柱陣列，納米氧化鋅柱為空心柱，空心柱的空心直徑為30? 50nm;納米氧化鋅空心柱層3包括第一金屬過孔51，第一金屬過孔51連接第一鍺高摻雜區(qū) 222與電極層4,可以保證良好的歐姆接觸;硅波導(dǎo)層21包括沿第二方向(本實(shí)施例為水平方向)排列的P型硅高摻雜區(qū)211、P型硅輕摻雜區(qū)212、N型硅輕摻雜區(qū)214和N型硅高摻雜區(qū) 213，P型硅輕摻雜區(qū)212在P型硅高摻雜區(qū)211與N型硅輕摻雜區(qū)214之間，N型硅輕摻雜區(qū)214 在P型硅輕摻雜區(qū)212與N型硅高摻雜區(qū)213之間，由此可在Si波導(dǎo)層21內(nèi)形成PN結(jié)，輕摻雜區(qū)提供載流子，保證電場的合理分布，第二方向垂直于第一方向；鍺波導(dǎo)層22包括第一鍺高摻雜區(qū)222和鍺未摻雜區(qū)221，在鍺波導(dǎo)上設(shè)置鍺高摻雜區(qū)，相當(dāng)于在鍺波導(dǎo)上設(shè)置電極，鍺波導(dǎo)上的電極可以與硅波導(dǎo)上異性的電極形成PN結(jié)，從而能夠增強(qiáng)鍺波導(dǎo)內(nèi)的電場強(qiáng)度， 提高光生載流子的迀移速率，進(jìn)而能夠有效提高光波導(dǎo)探測器的帶寬。鍺波導(dǎo)層22的第一表面包括第一鍺高摻雜區(qū)222的表面，第一表面為鍺波導(dǎo)層在第一方向上背向硅波導(dǎo)層的表面，第一鍺高摻雜區(qū)222的寬度大于零且小于或等于第一表面寬度的一半，由此可以在一定程度上降低硅/鍺界面處的電場強(qiáng)度，從而減少探測器的暗電流。第一鍺高摻雜區(qū)222的厚度為10?l〇〇nm。具體地，第一鍺高摻雜區(qū)的厚度為60nm。本發(fā)明可以保持較小暗電流的同時(shí)，能夠有效提高光波導(dǎo)探測器的寬帶，同時(shí)兼顧暗電流與寬帶此兩項(xiàng)指標(biāo)。如圖1所示， 金屬過孔5還包括第三金屬過孔53和第四金屬過孔54，第三金屬過孔53連接P型硅高摻雜區(qū) 212與電極層4,且與第一金屬過孔51共用電極層的第一焊盤41，第四金屬通孔54連接N型硅高摻雜區(qū)213與電極層4,第一焊盤51與第二焊盤52之間有間隙，成為兩個(gè)電極。
[0021]本實(shí)施例中是通過硅基外延生長鍺技術(shù)制備的鍺波導(dǎo)層22。
[0022]本實(shí)施例中的納米氧化鋅空心柱層3是采用模板法通過化學(xué)氣相沉積法生長。如圖2所示，氧化鋅空心柱層3是由多根空心柱組成，空心柱的中心空腔的尺寸由于生長環(huán)境中氣壓不均勻，導(dǎo)致尺寸不一致。氧化鋅是良好的波導(dǎo)材料，特別是納米氧化鋅空心柱，光在空心柱內(nèi)經(jīng)過多次全反射，最后由空心孔增加發(fā)射，即遵循本領(lǐng)域所稱的“回音廊模型”， 從而增加光生載流子的產(chǎn)生量，可提高光波導(dǎo)探測器將光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)的效率，進(jìn)而提高光波導(dǎo)探測器的處理效率。
[0023] 本實(shí)施例中的第一鍺高摻雜區(qū)222為P型鍺高摻雜區(qū)211，第一鍺高摻雜區(qū)222在第一表面內(nèi)的中心點(diǎn)與第一表面的第一邊緣的距離小于或等于中心點(diǎn)與第一表面的第二邊緣的距離，第一邊緣為第一表面在第二方向上靠近P型硅高摻雜區(qū)211的邊緣，第二邊緣為第一表面在第二方向上靠近N型硅高摻雜區(qū)213的邊緣。具體地，第一鍺高摻雜區(qū)222在第一表面上的且沿著第二方向距離P型硅高摻雜區(qū)211最近的邊緣與第一邊緣重合。由此，通過在鍺波導(dǎo)22上靠近P型硅高摻雜區(qū)211的位置設(shè)置P型鍺高摻雜區(qū)，不僅能夠增強(qiáng)鍺波導(dǎo)內(nèi)的電場強(qiáng)度，也使得鍺波導(dǎo)內(nèi)的電場強(qiáng)度較為均勻，從而能夠有效提高光生載流子的迀移速率，提高光波導(dǎo)探測器的帶寬。[〇〇24] 實(shí)施例2
[0025]如圖3所示，在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，把鍺的高摻雜區(qū)由P型摻雜變?yōu)镹型摻雜，此時(shí)第一鍺高摻雜區(qū)222為N型鍺高摻雜區(qū)，第一鍺高摻雜區(qū)222在第一表面內(nèi)的中心點(diǎn)與第一表面的第一邊緣的距離大于或等于中心點(diǎn)與第一表面的第二邊緣的距離，第一邊緣為第一表面在第二方向上靠近P型硅高摻雜區(qū)211的邊緣，第二邊緣為第一表面在第二方向上靠近N 型硅高摻雜區(qū)213的邊緣。由此，通過在鍺波導(dǎo)上靠近N型硅高摻雜區(qū)213的位置設(shè)置N型鍺高摻雜區(qū)，不僅能夠增強(qiáng)鍺波導(dǎo)內(nèi)的電場強(qiáng)度，也使得鍺波導(dǎo)內(nèi)的電場強(qiáng)度較為均勻，從而能夠有效提高光生載流子的迀移速率，提高光波導(dǎo)探測器的帶寬。第一鍺高摻雜區(qū)222在第一表面上的且沿著第二方向距離N型硅高摻雜區(qū)最近的邊緣與第二邊緣重合。由此可以減少鍺波導(dǎo)層內(nèi)的光場與高摻雜材料之間的相互作用，進(jìn)而能夠降低鍺波導(dǎo)層的光吸收損耗。本是實(shí)施例中，第一金屬過孔51與第四金屬過孔54共用第二焊盤52。
[0026]實(shí)施例3
[0027]如圖4所示，在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，鍺波導(dǎo)層22還包括第二鍺高摻雜區(qū)223,第一表面還包括第二鍺高摻雜區(qū)223的表面，第二鍺高摻雜區(qū)223的寬度大于零且小于或等于第一表面寬度的一半，第二鍺高摻雜區(qū)223的厚度為10?100nm;第一鍺高摻雜區(qū)222為P型鍺高摻雜區(qū)，第二鍺高摻雜區(qū)223為N型鍺高摻雜區(qū)；納米氧化鋅空心柱層內(nèi)還設(shè)有第二金屬過孔52,第二金屬過孔52連接第二鍺高摻雜區(qū)223與電極層4。通過在鍺波導(dǎo)22上設(shè)置P型鍺高摻雜區(qū)與N型鍺高摻雜區(qū)，即在鍺波導(dǎo)上設(shè)置P型電極與N型電極，從而能夠更加有效地增強(qiáng)鍺波導(dǎo)內(nèi)的電場強(qiáng)度，進(jìn)一步提高光生載流子的迀移速率，進(jìn)而能夠有效提高光波導(dǎo)探測器的帶寬。本實(shí)施例中，第一金屬過孔51與第三金屬過孔53共用第一焊盤41，第二金屬過孔 52與第四金屬過孔共用第二焊盤42。
[0028]本實(shí)施例中，第一鍺高摻雜區(qū)222在第一表面內(nèi)的中心點(diǎn)與第一表面的第一邊緣的距離小于或等于第一鍺高摻雜區(qū)222在第一表面內(nèi)的中心點(diǎn)與第一表面的第二邊緣的距離;第二鍺高摻雜區(qū)223在第一表面內(nèi)的中心點(diǎn)與第一表面的第一邊緣的距離大于或等于與第二鍺高摻雜區(qū)223在第一表面內(nèi)的中心點(diǎn)與第一表面的第二邊緣的距離;第一邊緣為第一表面在第二方向上靠近P型硅高摻雜區(qū)211的邊緣，第二邊緣為第一表面在第二方向上靠近N型硅高摻雜區(qū)213的邊緣。由此，通過在鍺波導(dǎo)上靠近P型硅高摻雜區(qū)211的位置設(shè)置P 型鍺高摻雜區(qū)，以及在鍺波導(dǎo)22上靠近N型硅高摻雜區(qū)213的位置設(shè)置N型鍺高摻雜區(qū)，在增強(qiáng)鍺波導(dǎo)內(nèi)的電場強(qiáng)度的同時(shí)，也使得鍺波導(dǎo)內(nèi)的電場強(qiáng)度較為均勻，從而能夠有效提高光生載流子的迀移速率，提高光波導(dǎo)探測器的帶寬。具體地，第一鍺高摻雜區(qū)222在第一表面上的且沿著第二方向距離P型硅高摻雜區(qū)211最近的邊緣與第一邊緣重合，第二鍺高摻雜區(qū)223在第一表面上的且沿著第二方向距離N型硅高摻雜區(qū)213最近的邊緣與第二邊緣重合。由此可以減少鍺波導(dǎo)層22內(nèi)的光場與高摻雜材料之間的相互作用，進(jìn)而能夠降低鍺波導(dǎo)層22的光吸收損耗。第一鍺高摻雜區(qū)222與第二鍺高摻雜區(qū)223之間具有間隙。由此，在一定程度上降低了硅/鍺界面處的電場強(qiáng)度，從而減小探測器的暗電流。鍺未摻雜區(qū)221的寬度為200nm?lym。由此鍺波導(dǎo)層22的寬度小于lym，能夠保證鍺波導(dǎo)內(nèi)傳輸?shù)氖菃文２▽?dǎo)， 從而可以減小由于模式轉(zhuǎn)換引起的損耗。
[0029]本申請中，通過在鍺波導(dǎo)層22上設(shè)置鍺高摻雜區(qū)，相當(dāng)于在鍺波導(dǎo)層22上設(shè)置電極，鍺波導(dǎo)層22上的電極可以與硅波導(dǎo)層21上異性的電極形成PN結(jié)，從而能夠增強(qiáng)鍺波導(dǎo)層22內(nèi)的電場強(qiáng)度，提高光生載流子的迀移速率，進(jìn)而能夠有效提高光波導(dǎo)探測器的帶寬。
[0030]應(yīng)理解為光波導(dǎo)探測器為接收端設(shè)備的一部分。
[0031]以上所述的僅是本發(fā)明的一些實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明的創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出其它變形和改進(jìn)，都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種光波導(dǎo)探測器，其特征在于，包括沿第一方向堆疊的硅襯底層、波導(dǎo)層、納米氧 化鋅空心柱層和電極層，所述波導(dǎo)層位于所述硅襯底層和所述納米氧化鋅空心柱層之間， 所述納米氧化鋅空心柱層位于所述波導(dǎo)層和所述電極層之間，所述波導(dǎo)層包括硅波導(dǎo)層和鍺波導(dǎo)層，所述鍺波導(dǎo)層位于所述硅波導(dǎo)層和所述納米氧 化鋅空心柱層之間；所述納米氧化鋅空心柱層為納米氧化鋅柱陣列，所述納米氧化鋅柱為空心柱，所述空 心柱的空心直徑為30?50nm;所述納米氧化鋅空心柱層包括第一金屬過孔，所述第一金屬過孔連接所述第一鍺高摻 雜區(qū)與所述電極層；所述硅波導(dǎo)層包括沿第二方向排列的P型硅高摻雜區(qū)、P型硅輕摻雜區(qū)、N型硅輕摻雜區(qū) 和N型硅高摻雜區(qū)，所述P型硅輕摻雜區(qū)在所述P型硅高摻雜區(qū)與所述N型硅輕摻雜區(qū)之間， 所述N型硅輕摻雜區(qū)在所述P型硅輕摻雜區(qū)與所述N型硅高摻雜區(qū)之間，所述第二方向垂直 于所述第一方向；所述鍺波導(dǎo)層包括第一鍺高摻雜區(qū)和鍺未摻雜區(qū)，所述鍺波導(dǎo)層的第一表面包括所述 第一鍺高摻雜區(qū)的表面，所述第一表面為所述鍺波導(dǎo)層在所述第一方向上背向所述硅波導(dǎo) 層的表面，所述第一鍺高摻雜區(qū)的寬度大于零且小于或等于所述第一表面寬度的一半，所 述第一鍺高摻雜區(qū)的厚度為10?100nm〇2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光波導(dǎo)探測器，其特征在于，所述第一鍺高摻雜區(qū)為P型鍺高 摻雜區(qū)，所述第一鍺高摻雜區(qū)在所述第一表面內(nèi)的中心點(diǎn)與所述第一表面的第一邊緣的距 離小于或等于所述中心點(diǎn)與所述第一表面的第二邊緣的距離，所述第一邊緣為所述第一表 面在所述第二方向上靠近所述P型硅高摻雜區(qū)的邊緣，所述第二邊緣為所述第一表面在所 述第二方向上靠近所述N型硅高摻雜區(qū)的邊緣。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光波導(dǎo)探測器，其特征在于，所述第一鍺高摻雜區(qū)在所述第一 表面上的且沿著所述第二方向距離所述P型硅高摻雜區(qū)最近的邊緣與所述第一邊緣重合。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光波導(dǎo)探測器，其特征在于，所述第一鍺高摻雜區(qū)為N型鍺高 摻雜區(qū)，所述第一鍺高摻雜區(qū)在所述第一表面內(nèi)的中心點(diǎn)與所述第一表面的第一邊緣的距 離大于或等于所述中心點(diǎn)與所述第一表面的第二邊緣的距離，所述第一邊緣為所述第一表 面在所述第二方向上靠近所述P型硅高摻雜區(qū)的邊緣，所述第二邊緣為所述第一表面在所 述第二方向上靠近所述N型硅高摻雜區(qū)的邊緣。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光波導(dǎo)探測器，其特征在于，所述第一鍺高摻雜區(qū)在所述第一 表面上的且沿著所述第二方向距離所述N型硅高摻雜區(qū)最近的邊緣與所述第二邊緣重合。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光波導(dǎo)探測器，其特征在于，所述鍺波導(dǎo)層還包括第二鍺高摻 雜區(qū)，所述第一表面還包括所述第二鍺高摻雜區(qū)的表面，所述第二鍺高摻雜區(qū)的寬度大于 零且小于或等于所述第一表面寬度的一半，所述第二鍺高摻雜區(qū)的厚度為10?lOOnm;所述第一鍺高摻雜區(qū)為P型鍺高摻雜區(qū)，所述第二鍺高摻雜區(qū)為N型鍺高摻雜區(qū)；所述 納米氧化鋅空心柱層內(nèi)還設(shè)有第二金屬過孔，所述第二金屬過孔連接所述第二鍺高摻雜區(qū) 與所述電極層。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光波導(dǎo)探測器，其特征在于，所述第一鍺高摻雜區(qū)在所述第一 表面內(nèi)的中心點(diǎn)與所述第一表面的第一邊緣的距離小于或等于所述第一鍺高摻雜區(qū)在所述第一表面內(nèi)的中心點(diǎn)與所述第一表面的第二邊緣的距離；所述第二鍺高摻雜區(qū)在所述第一表面內(nèi)的中心點(diǎn)與所述第一表面的第一邊緣的距離 大于或等于與所述第二鍺高摻雜區(qū)在所述第一表面內(nèi)的中心點(diǎn)與所述第一表面的第二邊 緣的距離；所述第一邊緣為所述第一表面在所述第二方向上靠近所述P型硅高摻雜區(qū)的邊緣，所 述第二邊緣為所述第一表面在所述第二方向上靠近所述N型硅高摻雜區(qū)的邊緣。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光波導(dǎo)探測器，其特征在于，所述第一鍺高摻雜區(qū)在所述第一 表面上的且沿著所述第二方向距離所述P型硅高摻雜區(qū)最近的邊緣與所述第一邊緣重合， 所述第二鍺高摻雜區(qū)在所述第一表面上的且沿著所述第二方向距離所述N型硅高摻雜區(qū)最 近的邊緣與所述第二邊緣重合。9.根據(jù)權(quán)利要求6至8中任一項(xiàng)所述的光波導(dǎo)探測器，其特征在于，所述第一鍺高摻雜 區(qū)與所述第二鍺高摻雜區(qū)之間具有間隙。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的光波導(dǎo)探測器，其特征在于，所述鍺未摻雜區(qū)的寬度為200nm ?lum〇
【文檔編號(hào)】H01L31/103GK106057927SQ201610624972
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年7月29日
【發(fā)明人】何穎
【申請人】何穎