[发明专利]悬空LED光波导光电探测器单片集成器件及其制备方法

摘要

本发明提供一种悬空LED光波导光电探测器单片集成器件及其制备方法，该器件利用各向异性硅刻蚀技术，剥离去除器件结构下硅衬底层，得到悬空氮化物薄膜LED光波导探测器单片集成器件，进一步采用氮化物背后减薄刻蚀技术，获得超薄的硅衬底悬空LED光波导探测器单片集成器件。本发明器件将光源、光波导和光电探测器集成在同一芯片上，LED器件发出的光，侧向耦合进光波导，通过光波导传输，在波导另一端被光电探测器检测到，实现平面光子单片集成器件，应用于光通信和光传感领域。

主权项

1.一种悬空LED光波导光电探测器单片集成器件，其特征在于，该器件以硅基氮化物晶片为载体，包括硅衬底层(1)、设置在所述硅衬底层(1)上的外延缓冲层(2)、设置在所述外延缓冲层(2)上的LED器件和光电探测器，所述LED器件和光电探测器之间通过光波导(8)相连；所述LED器件和光电探测器均由p‑n结、p‑电极(7)和n‑电极(4)组成，所述p‑n结包括从下至上依次连接设置的n‑GaN层(3)、InGaN/GaN量子阱(5)和p‑GaN层(6)，所述p‑电极(7)设置在p‑GaN层(6)上，在所述n‑GaN层(3)上表面有刻蚀出的阶梯状台面，所述阶梯状台面包括下台面和位于下台面上的上台面，所述上台面与InGaN/GaN量子阱(5)的底面连接，所述n‑电极(4)设置在下台面上；在所述光波导(8)上设置有一个将其分割为两部分的隔离槽，一部分与LED器件连接，另一部分与光电探测器连接，在所述n‑GaN层(3)下方设置有与p‑电极(7)、n‑电极(4)和光波导(8)的位置正对且贯穿硅衬底层(1)、外延缓冲层(2)至n‑GaN层(3)底面的空腔，使得LED器件、光电探测器和光波导(8)悬空。