[发明专利]基于异质集成和垂直光耦合的硅基InGaAs PIN光电探测器

摘要

本发明公开了一种基于异质集成和垂直光耦合的硅基InGaAsPIN光电探测器，包括：SOI衬底；制作于SOI衬底顶层硅中的垂直耦合光栅；覆盖于垂直耦合光栅上的BCB键合层；位于BCB键合层之上的抗反射层；位于抗反射层之上的第一导电型磷化铟层；位于第一导电型磷化铟层之上的本征铟镓砷层；以及位于本征铟镓砷层之上的第二导电型磷化铟层；其中，垂直耦合光栅通过刻蚀SOI衬底的顶层硅制成，刻蚀深度为70-110nm；光栅周期为600-680nm；抗反射层的折射率介于BCB键合层与第一导电型磷化铟层之间。本发明的硅基InGaAsPIN光电探测器采用粘合性键合工艺将InP/InGaAs/InP叠堆材料层粘合于刻蚀在SOI衬底上的光栅上，使光与InP/InGaAs/InP层实现垂直耦合，为硅基InGaAs光电探测器的具体应用提供合适的设计及优化方案。

主权项

一种基于异质集成和垂直光耦合的硅基InGaAs PIN光电探测器，其特征在于，包括：SOI衬底，所述SOI衬底包括底层衬底、位于底层衬底之上的埋氧层以及位于埋氧层之上的顶层硅；制作于所述SOI衬底顶层硅中的垂直耦合光栅；覆盖于所述垂直耦合光栅上的BCB键合层；位于所述BCB键合层之上的抗反射层；位于所述抗反射层之上的第一导电型磷化铟层；位于所述第一导电型磷化铟层之上的本征铟镓砷层；以及位于所述本征铟镓砷层之上的第二导电型磷化铟层；其中，所述垂直耦合光栅通过刻蚀所述SOI衬底的顶层硅制成，其刻蚀深度为70‑110nm；光栅周期为600‑680nm；所述抗反射层的折射率介于BCB键合层与第一导电型磷化铟层的折射率之间。