[实用新型]Si基改性Ge单片同层光电器件

说明书

本实用新型涉及一种Si基改性Ge单片同层光电器件，包括：由下到上依次层叠设置的衬底层、n型掺杂Si层、n型掺杂Ge层；n型掺杂Ge层上有三个隔离区域；第一隔离区域包括：由下向上依次层叠设置的第一本征Ge层、第一p型掺杂Ge层、第一P型掺杂Si层、第一SiO₂层、第一金属电极；第二隔离区域包括：由下向上依次层叠设置的第二本征Ge层、覆盖层α‑Si，第二隔离区域包覆有SiN膜；第三隔离区域包括：由下向上依次层叠设置的第三本征Ge层、第三p型掺杂Ge层、第三P型掺杂Si层、第三SiO₂层，第三隔离区域包覆有SiN膜，SiN膜上有第三金属电极。本实用新型提出的单片同层光电器件解决了能带调制性能差的问题。

技术领域

本实用新型属于半导体制造领域，具体涉及一种Si基改性Ge单片同层光电器件。

背景技术

随着集成电路技术的发展，器件特征尺寸的不断减小，集成规模越来越大，信息处理能力不断增强，以至于我们可以在单个芯片上实现更多功能，形成所谓片上系统(Systemon a Chip，简称SoC)。与SoC紧密相关的片上和片间互联是系统的重要组成部分。

伴随互联速度的极大提高，与互联相关的成本，诸如芯片面积、能量消耗等，也已经相当可观，电互联已经成为进一步提高系统性能的瓶颈。另一方面，光互联具有功耗低、速度快、不受电磁干扰等优点，使其有望成为电互联的替代。典型的光互联包括发送端的光调制、接收端的光探测，以及发送端与接收端之间的光传输(通过波导、光纤等光媒体)。对于SoC而言，为了实现芯片与外界的高性能光互联，需要将光的部分，包含光电转换和部分光传输媒体等，集成到芯片上，芯片内部、芯片与芯片之间直接通过光传输媒体互联。

然而，目前主流的光电集成器件结构仍然使用的是复合材料，则现有的光电集成器件结构存在材料不统一，能带调制性能差的问题。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本实用新型提供了一种Si基改性Ge单片同层光电器件。本实用新型要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

本实用新型提供了一种Si基改性Ge单片同层光电器件，包括：由下到上依次层叠设置的衬底层001、n型掺杂Si层002、n型掺杂Ge层003；

所述n型掺杂Ge层003上具有第一隔离区域、第二隔离区域、第三隔离区域；

其中，所述第一隔离区域包括：由下向上依次层叠设置的第一本征Ge层0041、第一p型掺杂Ge层0051、第一P型掺杂Si层0061、第一SiO₂保护层0071、第一金属电极0121；

所述第二隔离区域包括：由下向上依次层叠设置的第二本征Ge层0042、覆盖层α-Si009；

所述第三隔离区域包括：由下向上依次层叠设置的第三本征Ge层0043、第三p 型掺杂Ge层0053、第三P型掺杂Si层0063、第三SiO₂保护层0073。

在一个具体实施方式中，还包括：所述第二隔离区域上包覆有压应力SiN膜010。

在一个具体实施方式中，还包括：所述第三隔离区域上包覆有张应力SiN膜011，所述张应力SiN膜011上设置有第三金属电极0123。

在一个具体实施方式中，还包括：所述第一隔离区域与所述第二隔离区域之间、所述第二隔离区域与所述第三隔离区域之间均形成有SiO₂隔离层008，且所述SiO₂隔离层008位于所述n型掺杂Ge层003与所述压应力SiN膜010之间。

在一个具体实施方式中，还包括：所述SiO₂隔离层008厚度为20-60nm。