[发明专利]一种波导集成的硅基单光子探测器

摘要

本发明涉及一种波导集成的硅基单光子探测器，属于半导体探测技术领域。该探测器包括SiN光波导、光纤‑波导模斑耦合器和P+IP‑IN+结构的硅雪崩二极管，所述光纤‑波导模斑耦合器包括SiO2悬空波导、SiN反锥形波导和SiO2支撑臂，P+IP‑IN+结构的硅雪崩二极管呈叠层状结构，P+IP‑IN+结构的硅雪崩二极管包括从上至下的P型欧姆接触电极、光吸收层、P型掺杂层、倍增区、N型欧姆接触电极、埋氧层和硅衬底，硅衬底顶部端面设有悬空的SiO2悬空波导，SiO2悬空波导输出端面连接SiN反锥形波导，SiN反锥形波导与SiN光波导相连并位于相同平面，SiN光波导另一端连接光吸收层3中的吸收区相连并处于同一平面。本发明使目前量子通信中空间光路在硅基芯片上通过波导结构实现，降低量子通信操作难度。

主权项

一种波导集成的硅基单光子探测器，其特征在于：包括SiN光波导（1）、光纤‑波导模斑耦合器和P+IP‑IN+结构的硅雪崩二极管，所述光纤‑波导模斑耦合器包括SiO2悬空波导（9）、SiN反锥形波导（10）和SiO2支撑臂（11），P+IP‑IN+结构的硅雪崩二极管呈叠层状结构，P+IP‑IN+结构的硅雪崩二极管包括从上至下的P型欧姆接触电极（2）、光吸收层（3）、P型掺杂层（4）、倍增区（5）、N型欧姆接触电极（6）、埋氧层（7）和硅衬底（8），P+IP‑IN+结构的硅雪崩二极管中的硅衬底（8）顶部端面设有通过SiO2支撑臂（11）支撑并悬空的SiO2悬空波导（9），SiO2悬空波导（9）输出端面连接SiN反锥形波导（10），SiN反锥形波导（10）与SiN光波导（1）一端相连并位于相同平面内，SiN光波导（1）另一端与P+IP‑IN+结构的硅雪崩二极管中的光吸收层（3）的吸收区相连并处于同一平面。