集成有双吸收区的光电探测器及其制备方法

技术特征：
1.一种集成有双吸收区的光电探测器，其特征在于，包括自下而上依次设置的基底（1）、第二吸收有源区、光传输波导区（2）和第一吸收有源区；所述第一吸收有源区包括横向依次设置的第一p 掺杂区（3）、第一p 掺杂区（4）、不掺杂的第一本征i区（5）、第一n 掺杂区（6）以及第一n 掺杂区（7），所述第一p 掺杂区（3）与第一金属电极（8）电性连接；所述第二吸收有源区包括横向依次设置的第二p 掺杂区（9）、第二p 掺杂区（10）、不掺杂的第二本征i区（11）、第二n 掺杂区（12）以及第二n 掺杂区（13），所述第二p 掺杂区（9）与第二金属电极（14）电性连接；所述第一n 掺杂区（7）与所述第二n 掺杂区（13）通过二者之间的金属通孔（15）电性连接。2.根据权利要求1所述的集成有双吸收区的光电探测器，其特征在于，所述光传输波导区（2）中间开设有凹槽结构。3.根据权利要求1所述的集成有双吸收区的光电探测器，其特征在于，所述第一本征i区（5）的宽度w1为50~500nm；和/或，所述第二本征i区（11）的宽度w2为50~500nm。4.根据权利要求1所述的集成有双吸收区的光电探测器，其特征在于，部分所述第一p 掺杂区（4）、所述第一本征i区（5）以及部分所述第一n 掺杂区（6）形成第一光吸收区；部分所述第二p 掺杂区（10）、所述第二本征i区（11）以及部分所述第二n 掺杂区（12）形成第二光吸收区；所述光传输波导区（2）位于所述第一光吸收区与所述第二光吸收区之间。5.根据权利要求4所述的集成有双吸收区的光电探测器，其特征在于，所述光传输波导区（2）与所述第一光吸收区之间的间距h1为50~400nm；和/或，所述光传输波导区（2）与所述第二光吸收区之间的间距h2为50~400nm。6.根据权利要求1所述的集成有双吸收区的光电探测器，其特征在于，所述第一p 掺杂区（3）、所述第二p 掺杂区（9）、所述第一n 掺杂区（7）以及所述第二n 掺杂区（13）的掺杂浓度分别为1
×
10
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/cm3~8
×
10
20
/cm3；和/或，所述第一p 掺杂区（4）、所述第二p 掺杂区（10）、所述第一n 掺杂区（6）以及所述第二n 掺杂区（12）的掺杂浓度分别为1
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/cm3~6
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/cm3。7.根据权利要求1至5中任一项所述的集成有双吸收区的光电探测器，其特征在于，所述第一本征i区（5）与所述第二本征i区（11）为光吸收波段不同的光吸收材料。8.根据权利要求7所述的集成有双吸收区的光电探测器，其特征在于，所述第一本征i区（5）为以下任意一种光吸收材料：锗、锗硅合金、三五族材料或三五族材料合金；和/或，所述第二本征i区（11）为以下任意一种光吸收材料：硅或钙钛矿。9.根据权利要求1至5中任一项所述的集成有双吸收区的光电探测器，其特征在于，所述基底（1）为硅上绝缘体soi，是在硅衬底（101）上沉积二氧化硅（102）形成；和/或，所述光传输波导区（2）的材料为氮化硅、氮化铝或铌酸锂。10.根据权利要求1至9中任一项所述的集成有双吸收区的光电探测器的制备方法，其特征在于，所述制备方法如下：（1）在衬底（101）上沉积绝缘层（102）形成基底（1），并在所述基底（1）的绝缘层（102）上沉积第二吸收有源区薄膜，光刻、刻蚀后形成脊型波导结构；
（2）对脊型波导结构依次进行p 掺杂、n 掺杂、p 掺杂、n 掺杂，分别形成第二p 掺杂区（9）、第二n 掺杂区（13）、第二p 掺杂区（10）、第二n 掺杂区（12），并保留有不掺杂的第二本征i区（11），形成第二吸收有源区；（3）沉积绝缘层并平坦化处理，光刻开窗口后，在适当位置沉积光传输波导区材料，形成光传输波导区（2）；（4）沉积绝缘层，光刻、刻蚀后沉积金属通孔材料，形成金属通孔（15）；（5）沉积第一吸收有源区材料，光刻、刻蚀后形成脊型波导结构；（6）对脊型波导结构依次进行p 掺杂、n 掺杂、p 掺杂、n 掺杂，分别形成第一p 掺杂区（3）、第一n 掺杂区（7）、第一p 掺杂区（4）、第一n 掺杂区（6），并保留有不掺杂的第一本征i区（5），形成第一吸收有源区；（7）光刻开窗口，分别在第一p 掺杂区（3）和第二p 掺杂区（9）上沉积形成第一金属电极（8）和第二金属电极（14）。

技术总结
本发明涉及集成芯片领域，公开了一种集成有双吸收区的光电探测器及其制备方法，包括自下而上设置的基底、第二吸收有源区、光传输波导区和第一吸收有源区；第一吸收有源区中横向依次设置第一P 掺杂区、第一P 掺杂区、第一本征I区、第一N 掺杂区以及第一N 掺杂区，第一P 掺杂区与第一金属电极电性连接；第二吸收有源区中横向依次设置第二P 掺杂区、第二P 掺杂区、第二本征I区、第二N 掺杂区以及第二N 掺杂区，第二P 掺杂区与第二金属电极电性连接；第一与第二N 掺杂区通过金属通孔电性连接。本光电探测器具有两个不同的光吸收区，能够探测出高功率和多波段的光信号，响应度较高，光-电响应带宽较大。电响应带宽较大。电响应带宽较大。


技术研发人员：蒋青松 苏媛 潘贻婷 武斌 葛薛豪 邢栋梁 杨潇 张宇林 曹苏群
受保护的技术使用者：淮阴工学院
技术研发日：2021.12.30
技术公布日：2022/4/26