[发明专利]一种集成有双吸收区的光电探测器及其制备方法

权利要求书

1.一种集成有双吸收区的光电探测器，其特征在于，包括：

基底（1），形成于所述基底（1）上且按照水平方向依次设置的第一吸收有源区、第一光传输波导区（2）、第二光传输波导区（3）和第二吸收有源区；

所述第一吸收有源区包括第一P++掺杂区（4）、第一P+掺杂区（5）、不掺杂的第一本征I区（6）和第一N+掺杂区（7）；所述第一P+掺杂区（5）与所述第一N+掺杂区（7）之间通过所述第一本征I区（6）电性连接；

第二吸收有源区包括第二P++掺杂区（8）、第二P+掺杂区（9）、不掺杂的第二本征I区（10）和第二N+掺杂区（11）；所述第二P+掺杂区（9）与所述第二N+掺杂区（11）之间通过所述第二本征I区（10）电性连接；

其中，所述第一N+掺杂区（7）与所述第二N+掺杂区（11）电性连接；所述第一P++掺杂区（4）上设置有第一金属电极（12），所述第二P++掺杂区（8）上设置有第二金属电极（13）。

2.根据权利要求1所述的一种集成有双吸收区的光电探测器，其特征在于，所述第一光传输波导区（2）和所述第二光传输波导区（3）的起始端通过一个光分束器（14）连接，末端通过一个弯曲波导（15）连接。

3.根据权利要求1所述的一种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（5）、所述第一本征I区（6）以及部分所述第一N+掺杂区（7）形成第一光吸收区；部分所述第二P+掺杂区（9）、所述第二本征I区（10）以及部分所述第二N+掺杂区（11）形成第二光吸收区；

所述第一光吸收区、所述第一光传输波导区（2）、所述第二光传输波导区（3）以及所述第二光吸收区横向依次设置。

4.根据权利要求3所述的一种集成有双吸收区的光电探测器，其特征在于，所述第一光传输波导区（2）与所述第一吸收区的间距d1为100nm~600nm；

和/或，所述第二光传输波导区（3）与所述第二吸收区的间距d2为100nm~600nm。

5.根据权利要求1所述的一种集成有双吸收区的光电探测器，其特征在于，所述第一光传输波导区（2）与所述第二光传输波导（3）区的宽度不同。

6.根据权利要求5所述的一种集成有双吸收区的光电探测器，其特征在于，所述第一光传输波导区（2）的宽度w1为300~800nm，所述第二光传输波导区（3）的宽度w2为400~1000nm。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的一种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（6）的宽度w3为50~400nm；

和/或，所述第二本征I区（10）的宽度w4为50~400nm。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的一种集成有双吸收区的光电探测器，其特征在于，所述第一光传输波导区（2）的材料为氮化硅、氮化铝或铌酸锂；

和/或，所述第二光传输波导区（3）的材料为氮化硅、氮化铝或铌酸锂；

优选地，所述第一本征I区（6）为硅材料；

优选地，所述第二本征I区（10）为锗材料。

9.根据权利要求1至6中任一项所述的一种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（4）和所述第二P++掺杂区（8）的掺杂浓度范围为1×10²⁰/cm³~8×10²⁰/cm³；

和/或，所述第一P+掺杂区（5）、所述第二P+掺杂区（9）、所述第一N+掺杂区（7）、所述第二N+掺杂区（11）的掺杂浓度范围均为1×10¹⁸/cm³~6×10¹⁸/cm³。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的一种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）上沉积有源区薄膜；

2）对所述有源区薄膜进行曝光、刻蚀后，依次进行P++掺杂和P+掺杂，形成第一P++掺杂区（4）、第二P++掺杂区（8）、第一P+掺杂区（5）和第二P+掺杂区（9）；

3）在所述第一P+掺杂区（5）沉积第一本征I区（6），在所述第二P+掺杂区（9）沉积第二本征I区（10）；

4）沉积绝缘层并平坦化处理，曝光开窗口，沉积制备第一光传输波导区（2）和第二光传输波导区（3）；

5）沉积绝缘层并平坦化处理，曝光开窗口，沉积制备N+掺杂区薄膜；

6）对第一本征I区（6）和第二本征I区（10）上方的所述N+掺杂区薄膜进行N+型掺杂，分别形成第一N+掺杂区（7）和第二N+掺杂区（11）；

7）在所述第一P++掺杂区（4）上沉积形成第一金属电极（12）；在所述第二P++掺杂区（8）上沉积形成第二金属电极（13）。