CN115440834A - 波导型硅基短波红外波段雪崩光电探测器及其制作方法 - Google Patents

波导型硅基短波红外波段雪崩光电探测器及其制作方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种波导型硅基短波红外波段雪崩光电探测器及其制作方法，光电探测器包括：衬底、硅波导、第一导电类型接触层、第二导电类型掺杂电荷层、倍增层、吸收层及第二导电类型接触层；吸收区位于第二导电类型掺杂电荷层上，吸收区为Ge1‑xPbx材料，其中，0.001<x<0.01，以在短红外波段到中红外波段实现高效吸收，硅波导中的光通过消逝波耦合进入吸收区以形成光电流，光电流在倍增层通过雪崩倍增效应放大，实现高灵敏度探测。

Description

波导型硅基短波红外波段雪崩光电探测器及其制作方法
技术领域
本发明属于半导体制造技术领域，特别是涉及一种波导型硅基短波红外波段雪崩光电探测器及其制作方法。
背景技术
红外光电探测器在通信、夜视、制导、天文观测、生物医疗等方面有着广泛的应用。相较于传统的III-V族和II-V族红外探测器，IV族Ge基红外探测器因其制备工艺与Si基CMOS工艺兼容，具有体积小、易集成、低成本、高性能等潜在优势。基于Si衬底或SOI衬底的Ge探测器在通讯及传感领域获得了广泛的应用。然而，Ge材料在波长大于1.55um时，吸收系数急剧下降，这使得Ge探测器无法满足短波红外乃至中红外的应用。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种波导型硅基短波红外波段雪崩光电探测器及其制作方法，用于解决现有技术中Ge基光电探测器在短波红外波段光响应度与灵敏度低的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种波导型硅基短波红外波段雪崩光电探测器，所述光电探测器包括：衬底、硅波导、第一导电类型接触层、第二导电类型掺杂电荷层、倍增层、吸收层及第二导电类型接触层；所述第一导电类型接触层、倍增层及第二导电类型掺杂电荷层横向紧邻排布于所述衬底上，所述倍增层位于所述第一导电类型接触层与所述第二导电类型掺杂电荷层之间，所述硅波导位于所述衬底上，且与所述第二导电类型掺杂电荷层耦合相连；所述吸收区位于所述第二导电类型掺杂电荷层上，所述吸收区为Ge1-xPbx材料，其中，0.001<x<0.01，以在短红外波段到中红外波段实现高效吸收，所述硅波导中的光通过消逝波耦合进入所述吸收区以形成光电流，光电流在所述倍增层通过雪崩倍增效应放大，实现高灵敏度探测；所述第二导电类型接触层位于所述吸收区上。
可选地，所述第一导电类型接触层、倍增层及第二导电类型掺杂电荷层的材料为硅，且所述第一导电类型接触层、倍增层及第二导电类型掺杂电荷层与所述硅波导形成于SOI衬底上的同一顶层硅中。
可选地，所述硅波导的宽度为300纳米～800纳米，所述第二导电类型掺杂电荷层的宽度为8微米～12微米，所述硅波导与所述第二导电类型掺杂电荷层之间通过宽度逐渐增大的耦合结构实现耦合连接。
可选地，所述第一导电类型为N型导电，所述第二导电类型为P型导电。
可选地，还包括保护层及金属电极，所述保护层覆盖于器件表面，所述金属电极包括穿过所述保护层连接至所述第一导电类型接触层的下电极以及穿过所述保护层连接至所述第二导电类型接触层的上电极。
可选地，所述第二导电类型接触层的材料为Ge1-xPbx材料，其中，0.001<x<0.01。
本发明还提供一种波导型硅基短波红外波段雪崩光电探测器的制作方法，所述制作方法包括以下步骤：提供一SOI衬底，所述SOI衬底包括硅衬底、绝缘层及顶层硅；刻蚀所述顶层硅，以在所述顶层硅中形成硅波导及与所述硅波导连接的硅器件层；通过光刻工艺在所述硅器件层中定义第一导电类型接触层范围，采用离子注入工艺及退火工艺形成第一导电类型接触层；通过光刻工艺在所述硅器件层中定义第二导电类型掺杂电荷层范围，采用离子注入工艺及退火工艺形成第二导电类型掺杂电荷层，其中，所述第一导电类型接触层与所述第二导电类型掺杂电荷层之间具有倍增层；通过硬掩膜定义吸收层的范围，并通过选择性外延工艺于所述第二导电类型掺杂电荷层上形成吸收层，所述吸收区为Ge1-xPbx材料，其中，0.001<x<0.01，以在短红外波段到中红外波段实现高效吸收，所述硅波导中的光通过消逝波耦合进入所述吸收区以形成光电流，光电流在所述倍增层通过雪崩倍增效应放大，实现高灵敏度探测；通过选择性外延工艺于所述吸收层上形成第二导电类型接触层或通过离子注入工艺及退火工艺于所述吸收层顶部形成第二导电类型接触层。
可选地，还包括步骤：于器件表面沉积保护层，通过光刻工艺及刻蚀工艺于所述保护层中形成接触孔，于所述接触孔中形成金属电极，所述金属电极包括穿过所述保护层连接至所述第一导电类型接触层的下电极以及穿过所述保护层连接至所述第二导电类型接触层的上电极。
可选地，所述硅波导的宽度为300纳米～800纳米，所述第二导电类型掺杂电荷层的宽度为8微米～12微米，所述硅波导与所述第二导电类型掺杂电荷层之间通过宽度逐渐增大的耦合结构实现耦合连接。
可选地，所述第二导电类型接触层的材料为Ge1-xPbx材料，其中，0.001<x<0.01。
本发明还提供一种波导型硅基短波红外波段雪崩光电探测器的制作方法，所述制作方法包括以下步骤：提供一SOI衬底，所述SOI衬底包括硅衬底、绝缘层及顶层硅；通过光刻工艺在所述硅器件层中定义第一导电类型接触层范围，采用离子注入工艺及退火工艺形成第一导电类型接触层；通过外延工艺于所述顶层硅上形成吸收层，所述吸收区为Ge1-xPbx材料，其中，0.001<x<0.01，以在短红外波段到中红外波段实现高效吸收，所述硅波导中的光通过消逝波耦合进入所述吸收区以形成光电流，光电流在所述倍增层通过雪崩倍增效应放大，实现高灵敏度探测；通过选择性外延工艺于所述吸收层上形成第二导电类型接触层或通过离子注入工艺及退火工艺于所述吸收层顶部形成第二导电类型接触层；通过光刻工艺及刻蚀工艺制备器件台面，所述器件台面显露所述顶层硅；通过光刻工艺及刻蚀工艺形成硅波导，所述硅波导与所述第二导电类型掺杂电荷层耦合相连；通过光刻定义第一导电类型接触层范围，采用离子注入工艺及退火工艺于所述顶层硅中形成第一导电类型接触层，其中，所述第一导电类型接触层与所述第二导电类型掺杂电荷层之间具有倍增层。
可选地，还包括步骤：于器件表面沉积保护层，通过光刻工艺及刻蚀工艺于所述保护层中形成接触孔，于所述接触孔中形成金属电极，所述金属电极包括穿过所述保护层连接至所述第一导电类型接触层的下电极以及穿过所述保护层连接至所述第二导电类型接触层的上电极。
可选地，所述硅波导的宽度为300纳米～800纳米，所述第二导电类型掺杂电荷层的宽度为8微米～12微米，所述硅波导与所述第二导电类型掺杂电荷层之间通过宽度逐渐增大的耦合结构实现耦合连接。
如上所述，本发明的波导型硅基短波红外波段雪崩光电探测器及其制作方法，具有以下有益效果：
本发明提供一种波导型硅基短波红外波段雪崩光电探测器，所述光电探测器包括：衬底、硅波导、第一导电类型接触层、第二导电类型掺杂电荷层、倍增层、吸收层及第二导电类型接触层；吸收区位于第二导电类型掺杂电荷层上，吸收区为Ge1-xPbx材料，其中，0.001<x<0.01，以在短红外波段到中红外波段实现高效吸收，硅波导中的光通过消逝波耦合进入所述吸收区以形成光电流，光电流在所述倍增层通过雪崩倍增效应放大，实现高灵敏度探测。
与传统III-V族，II-VI族红外探测器相比，本发明采用同为IV族的GePb材料作为吸收层，与现有CMOS工艺兼容。与传统的垂直入射Ge基探测器相比，本发明基于波导结构的光电探测器能避免光探测器速率和量子效率间相互制约的问题，且容易与其他无源光器件集成。与传统p-i-n光电探测器相比，本发明采用吸收电荷倍增分离雪崩光电探测器结构，有着大的光电流放大倍数和高的灵敏度。
附图说明
图1显示为本发明实施例的波导型硅基短波红外波段雪崩光电探测器的三维立体结构示意图，图2显示为图1在A-A’处的截面结构示意图。
图3～图8显示为本发明实施例1的波导型硅基短波红外波段雪崩光电探测器的制作方法各步骤所呈现的结构示意图。
图9～图15显示为本发明实施例2的波导型硅基短波红外波段雪崩光电探测器的制作方法各步骤所呈现的结构示意图。
元件标号说明
101 衬底
102 硅波导
103 耦合结构
104 第一导电类型接触层
105 第二导电类型掺杂电荷层
106 倍增层
107 吸收层
108 第二导电类型接触层
109 下电极
110 上电极
201 硅衬底
202 绝缘层
203 顶层硅
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
如在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
为了方便描述，此处可能使用诸如“之下”、“下方”、“低于”、“下面”、“上方”、“上”等的空间关系词语来描述附图中所示的一个元件或特征与其他元件或特征的关系。将理解到，这些空间关系词语意图包含使用中或操作中的器件的、除了附图中描绘的方向之外的其他方向。此外，当一层被称为在两层“之间”时，它可以是所述两层之间仅有的层，或者也可以存在一个或多个介于其间的层。
在本申请的上下文中，所描述的第一特征在第二特征“之上”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例，这样第一和第二特征可能不是直接接触。
需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
实施例1
如图1及图2所示，其中，图1显示为本实施例的波导型硅基短波红外波段雪崩光电探测器的三维立体结构示意图，图2显示为图1在A-A’处的截面结构示意图，本实施例提供一种波导型硅基短波红外波段雪崩光电探测器，所述光电探测器包括：衬底101、硅波导102、第一导电类型接触层104、第二导电类型掺杂电荷层105、倍增层106、吸收层107及第二导电类型接触层108；所述第一导电类型接触层104、倍增层106及第二导电类型掺杂电荷层105横向紧邻排布于所述衬底101上，所述倍增层106位于所述第一导电类型接触层104与所述第二导电类型掺杂电荷层105之间，所述硅波导102位于所述衬底101上，且与所述第二导电类型掺杂电荷层105耦合相连；所述吸收区位于所述第二导电类型掺杂电荷层105上，所述吸收区为Ge1-xPbx材料，其中，0.001<x<0.01，例如，x可以为0.004，以在短红外波段(例如为0.75微米～3微米波段)到中红外波段(例如为3微米～5微米波段)实现高效吸收，所述硅波导102中的光通过消逝波耦合进入所述吸收区以形成光电流，光电流在所述倍增层106通过雪崩倍增效应放大，实现高灵敏度探测；所述第二导电类型接触层108位于所述吸收区上。在本实施例中，所述第一导电类型为N型导电，所述第二导电类型为P型导电。；所述发射极区105采用SiyGe1-y材料，其中，0≤y≤0.5。本实施例在Ge中引入Pb，使其直接带隙大大降低，其吸收范围延伸至3微米甚至更短的波段，延伸了其探测范围，同时，本发明的硅波导102中的光通过消逝波耦合进入所述吸收区以形成光电流，光电流在所述倍增层106通过雪崩倍增效应放大，实现高灵敏度探测。
在本实施例中，所述第二导电类型掺杂电荷层105为1个，所述倍增层106为2个，分别位于所述第二导电类型掺杂电荷层105的两侧，所述第一导电类型接触层104为2个，分别位于2个所述倍增层106的两侧。
在本实施例中，通过设置所述第二导电类型掺杂电荷层105的厚度和掺杂浓度，以控制所述吸收层107与所述倍增层106的电场，使得所述倍增层106的电场强度要足够高，以引起雪崩倍增效应。
在本实施例中，所述第一导电类型接触层104、倍增层106及第二导电类型掺杂电荷层105的材料为硅，且所述第一导电类型接触层104、倍增层106及第二导电类型掺杂电荷层105与所述硅波导102形成于SOI衬底101上的同一顶层硅203中，仅通过一次光刻及刻蚀就可以在所述顶层硅203中同时形成硅波导102、第一导电类型接触层104、第二导电类型掺杂电荷层105及倍增层106的基底。
在本实施例中，所述硅波导102的宽度为300纳米～800纳米，所述第二导电类型掺杂电荷层105的宽度为8微米～12微米，所述硅波导102与所述第二导电类型掺杂电荷层105之间通过宽度逐渐增大的耦合结构103实现耦合连接。例如，在一具体的实施过程中，所述硅波导102的宽度为500纳米，所述第二导电类型掺杂电荷层105的宽度为10微米，所述耦合结构103与所述硅波导102连接的一端宽度优选为500纳米，所述耦合结构103与第二导电类型掺杂电荷层105连接的一端宽度优选为10微米，从而大大降低所述硅波导102与所述第二导电类型掺杂电荷层105之间的光失配。
在本实施例中，所述波导型硅基短波红外波段雪崩光电探测器还包括保护层及金属电极，所述保护层覆盖于器件表面，所述金属电极包括穿过所述保护层连接至所述第一导电类型接触层104的下电极109以及穿过所述保护层连接至所述第二导电类型接触层108的上电极110。
在本实施例中，所述第二导电类型接触层108的材料为Ge1-xPbx材料，其中，0.001<x<0.01，例如，x可以为0.004。
实施例2
如图3～图8所示，本实施例提供一种波导型硅基短波红外波段雪崩光电探测器的制作方法，所述制作方法包括以下步骤：
如图3所示，首先进行步骤1)，提供一SOI衬底，所述SOI衬底包括硅衬底201、绝缘层202及顶层硅203。
然后进行步骤2)，刻蚀所述顶层硅203，以在所述顶层硅203中形成硅波导102及与所述硅波导102连接的硅器件层。
在本实施例中，所述硅波导102的宽度为300纳米～800纳米。
如图4所示，接着进行步骤3)，通过光刻工艺在所述硅器件层中定义第一导电类型接触层104范围，采用离子注入工艺及退火工艺形成第一导电类型接触层104。
如图5所示，然后进行步骤4)，通过光刻工艺在所述硅器件层中定义第二导电类型掺杂电荷层105范围，采用离子注入工艺及退火工艺形成第二导电类型掺杂电荷层105，其中，所述第一导电类型接触层104与所述第二导电类型掺杂电荷层105之间具有倍增层106。在本实施例中，可以通过设置所述第二导电类型掺杂电荷层105的厚度和掺杂浓度，以控制所述吸收层107与所述倍增层106的电场，使得所述倍增层106的电场强度要足够高，以引起雪崩倍增效应。
在本实施例中，所述第二导电类型掺杂电荷层105为1个，所述倍增层106为2个，分别位于所述第二导电类型掺杂电荷层105的两侧，所述第一导电类型接触层104为2个，分别位于2个所述倍增层106的两侧。
如图6所示，然后进行步骤5)，通过硬掩膜定义吸收层107的范围，所述硬掩膜例如可以二氧化硅掩膜、氮化硅掩膜或其叠层等，并通过选择性外延工艺于所述第二导电类型掺杂电荷层105上形成吸收层107，所述吸收区为Ge1-xPbx材料，其中，0.001<x<0.01，例如，x可以为0.004，以在短红外波段到中红外波段实现高效吸收，所述硅波导102中的光通过消逝波耦合进入所述吸收区以形成光电流，光电流在所述倍增层106通过雪崩倍增效应放大，实现高灵敏度探测。
如图7所示，接着进行步骤6)，通过选择性外延工艺于所述吸收层107上形成第二导电类型接触层108或通过离子注入工艺及退火工艺于所述吸收层107顶部形成第二导电类型接触层108。
在本实施例中，所述第二导电类型接触层108的材料为Ge1-xPbx材料，其中，0.001<x<0.01，例如，x可以为0.004。
如图8所示，最后进行步骤7)，于器件表面沉积保护层，通过光刻工艺及刻蚀工艺于所述保护层中形成接触孔，于所述接触孔中形成金属电极，所述金属电极包括穿过所述保护层连接至所述第一导电类型接触层104的下电极109以及穿过所述保护层连接至所述第二导电类型接触层108的上电极110。
在本实施例中，所述硅波导102的宽度为300纳米～800纳米，所述第二导电类型掺杂电荷层105的宽度为8微米～12微米，所述硅波导102与所述第二导电类型掺杂电荷层105之间通过宽度逐渐增大的耦合结构103实现耦合连接。例如，在一具体的实施过程中，所述硅波导102的宽度为500纳米，所述第二导电类型掺杂电荷层105的宽度为10微米，所述耦合结构103与所述硅波导102连接的一端宽度优选为500纳米，所述耦合结构103与第二导电类型掺杂电荷层105连接的一端宽度优选为10微米，从而大大降低所述硅波导102与所述第二导电类型掺杂电荷层105之间的光失配。
实施例3
如图9～图15所示，本实施例提供一种波导型硅基短波红外波段雪崩光电探测器的制作方法，所述制作方法包括以下步骤：
如图9所示，首先进行步骤1)，提供一SOI衬底，所述SOI衬底包括硅衬底201、绝缘层202及顶层硅203。
如图10所示，然后进行步骤2)，通过光刻工艺在所述硅器件层中定义第一导电类型接触层104范围，采用离子注入工艺及退火工艺形成第一导电类型接触层104。
如图11所示，接着进行步骤3)，通过外延工艺于所述顶层硅203上形成吸收层107，所述吸收区为Ge1-xPbx材料，其中，0.001<x<0.01，例如，x可以为0.004，以在短红外波段到中红外波段实现高效吸收，所述硅波导102中的光通过消逝波耦合进入所述吸收区以形成光电流，光电流在所述倍增层106通过雪崩倍增效应放大，实现高灵敏度探测。
如图12所示，然后进行步骤4)，通过选择性外延工艺于所述吸收层107上形成第二导电类型接触层108或通过离子注入工艺及退火工艺于所述吸收层107顶部形成第二导电类型接触层108。
如图13所示，接着进行步骤5)，通过光刻工艺及刻蚀工艺制备器件台面，所述器件台面显露所述顶层硅203。
接着进行步骤6)，通过光刻工艺及刻蚀工艺形成硅波导102，所述硅波导102与所述第二导电类型掺杂电荷层105耦合相连。
在本实施例中，所述硅波导102的宽度为300纳米～800纳米，所述第二导电类型掺杂电荷层105的宽度为8微米～12微米，所述硅波导102与所述第二导电类型掺杂电荷层105之间通过宽度逐渐增大的耦合结构103实现耦合连接。例如，在一具体的实施过程中，所述硅波导102的宽度为500纳米，所述第二导电类型掺杂电荷层105的宽度为10微米，所述耦合结构103与所述硅波导102连接的一端宽度优选为500纳米，所述耦合结构103与第二导电类型掺杂电荷层105连接的一端宽度优选为10微米，从而大大降低所述硅波导102与所述第二导电类型掺杂电荷层105之间的光失配。
如图14所示，然后进行步骤7)，通过光刻定义第一导电类型接触层104范围，采用离子注入工艺及退火工艺于所述顶层硅203中形成第一导电类型接触层104，其中，所述第一导电类型接触层104与所述第二导电类型掺杂电荷层105之间具有倍增层106。
在本实施例中，所述第二导电类型掺杂电荷层105为1个，所述倍增层106为2个，分别位于所述第二导电类型掺杂电荷层105的两侧，所述第一导电类型接触层104为2个，分别位于2个所述倍增层106的两侧。
如图15所示，最后进行步骤8)，于器件表面沉积保护层，通过光刻工艺及刻蚀工艺于所述保护层中形成接触孔，于所述接触孔中形成金属电极，所述金属电极包括穿过所述保护层连接至所述第一导电类型接触层104的下电极109以及穿过所述保护层连接至所述第二导电类型接触层108的上电极110。
如上所述，本发明的波导型硅基短波红外波段雪崩光电探测器及其制作方法，具有以下有益效果：
本发明提供一种波导型硅基短波红外波段雪崩光电探测器，所述光电探测器包括：衬底、硅波导102、第一导电类型接触层104、第二导电类型掺杂电荷层105、倍增层106、吸收层107及第二导电类型接触层108；吸收区位于第二导电类型掺杂电荷层105上，吸收区为Ge1-xPbx材料，其中，0.001<x<0.01，以在短红外波段到中红外波段实现高效吸收，硅波导102中的光通过消逝波耦合进入所述吸收区以形成光电流，光电流在所述倍增层106通过雪崩倍增效应放大，实现高灵敏度探测。
与传统III-V族，II-VI族红外探测器相比，本发明采用同为IV族的GePb材料作为吸收层107，与现有CMOS工艺兼容。与传统的垂直入射Ge基探测器相比，本发明基于波导结构的光电探测器能避免光探测器速率和量子效率间相互制约的问题，且容易与其他无源光器件集成。与传统p-i-n光电探测器相比，本发明采用吸收电荷倍增分离雪崩光电探测器结构，有着大的光电流放大倍数和高的灵敏度。
所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (13)

1.一种波导型硅基短波红外波段雪崩光电探测器，其特征在于，所述光电探测器包括：衬底、硅波导、第一导电类型接触层、第二导电类型掺杂电荷层、倍增层、吸收层及第二导电类型接触层；
所述第一导电类型接触层、倍增层及第二导电类型掺杂电荷层横向紧邻排布于所述衬底上，所述倍增层位于所述第一导电类型接触层与所述第二导电类型掺杂电荷层之间，所述硅波导位于所述衬底上，且与所述第二导电类型掺杂电荷层耦合相连；
所述吸收区位于所述第二导电类型掺杂电荷层上，所述吸收区为Ge1-xPbx材料，其中，0.001<x<0.01，以在短红外波段到中红外波段实现高效吸收，所述硅波导中的光通过消逝波耦合进入所述吸收区以形成光电流，光电流在所述倍增层通过雪崩倍增效应放大，实现高灵敏度探测；
所述第二导电类型接触层位于所述吸收区上。
2.根据权利要求1所述的波导型硅基短波红外波段雪崩光电探测器，其特征在于：所述第一导电类型接触层、倍增层及第二导电类型掺杂电荷层的材料为硅，且所述第一导电类型接触层、倍增层及第二导电类型掺杂电荷层与所述硅波导形成于SOI衬底上的同一顶层硅中。
3.根据权利要求1所述的波导型硅基短波红外波段雪崩光电探测器，其特征在于：所述硅波导的宽度为300纳米～800纳米，所述第二导电类型掺杂电荷层的宽度为8微米～12微米，所述硅波导与所述第二导电类型掺杂电荷层之间通过宽度逐渐增大的耦合结构实现耦合连接。
4.根据权利要求1所述的波导型硅基短波红外波段雪崩光电探测器，其特征在于：所述第一导电类型为N型导电，所述第二导电类型为P型导电。
5.根据权利要求1所述的波导型硅基短波红外波段雪崩光电探测器，其特征在于：还包括保护层及金属电极，所述保护层覆盖于器件表面，所述金属电极包括穿过所述保护层连接至所述第一导电类型接触层的下电极以及穿过所述保护层连接至所述第二导电类型接触层的上电极。
6.根据权利要求1所述的波导型硅基短波红外波段雪崩光电探测器，其特征在于：所述第二导电类型接触层的材料为Ge1-xPbx材料，其中，0.001<x<0.01。
7.一种波导型硅基短波红外波段雪崩光电探测器的制作方法，其特征在于，包括：
提供一SOI衬底，所述SOI衬底包括硅衬底、绝缘层及顶层硅；
刻蚀所述顶层硅，以在所述顶层硅中形成硅波导及与所述硅波导连接的硅器件层；
通过光刻工艺在所述硅器件层中定义第一导电类型接触层范围，采用离子注入工艺及退火工艺形成第一导电类型接触层；
通过光刻工艺在所述硅器件层中定义第二导电类型掺杂电荷层范围，采用离子注入工艺及退火工艺形成第二导电类型掺杂电荷层，其中，所述第一导电类型接触层与所述第二导电类型掺杂电荷层之间具有倍增层；
通过硬掩膜定义吸收层的范围，并通过选择性外延工艺于所述第二导电类型掺杂电荷层上形成吸收层，所述吸收区为Ge1-xPbx材料，其中，0.001<x<0.01，以在短红外波段到中红外波段实现高效吸收，所述硅波导中的光通过消逝波耦合进入所述吸收区以形成光电流，光电流在所述倍增层通过雪崩倍增效应放大，实现高灵敏度探测；
通过选择性外延工艺于所述吸收层上形成第二导电类型接触层或通过离子注入工艺及退火工艺于所述吸收层顶部形成第二导电类型接触层。
8.根据权利要求7所述的波导型硅基短波红外波段雪崩光电探测器的制作方法，其特征在于，还包括步骤：于器件表面沉积保护层，通过光刻工艺及刻蚀工艺于所述保护层中形成接触孔，于所述接触孔中形成金属电极，所述金属电极包括穿过所述保护层连接至所述第一导电类型接触层的下电极以及穿过所述保护层连接至所述第二导电类型接触层的上电极。
9.根据权利要求7所述的波导型硅基短波红外波段雪崩光电探测器的制作方法，其特征在于：所述硅波导的宽度为300纳米～800纳米，所述第二导电类型掺杂电荷层的宽度为8微米～12微米，所述硅波导与所述第二导电类型掺杂电荷层之间通过宽度逐渐增大的耦合结构实现耦合连接。
10.根据权利要求7所述的波导型硅基短波红外波段雪崩光电探测器的制作方法，其特征在于：所述第二导电类型接触层的材料为Ge1-xPbx材料，其中，0.001<x<0.01。
11.一种波导型硅基短波红外波段雪崩光电探测器的制作方法，其特征在于，包括：
提供一SOI衬底，所述SOI衬底包括硅衬底、绝缘层及顶层硅；
通过光刻工艺在所述硅器件层中定义第一导电类型接触层范围，采用离子注入工艺及退火工艺形成第一导电类型接触层；
通过外延工艺于所述顶层硅上形成吸收层，所述吸收区为Ge1-xPbx材料，其中，0.001<x<0.01，以在短红外波段到中红外波段实现高效吸收，所述硅波导中的光通过消逝波耦合进入所述吸收区以形成光电流，光电流在所述倍增层通过雪崩倍增效应放大，实现高灵敏度探测；
通过选择性外延工艺于所述吸收层上形成第二导电类型接触层或通过离子注入工艺及退火工艺于所述吸收层顶部形成第二导电类型接触层；
通过光刻工艺及刻蚀工艺制备器件台面，所述器件台面显露所述顶层硅；
通过光刻工艺及刻蚀工艺形成硅波导，所述硅波导与所述第二导电类型掺杂电荷层耦合相连；
通过光刻定义第一导电类型接触层范围，采用离子注入工艺及退火工艺于所述顶层硅中形成第一导电类型接触层，其中，所述第一导电类型接触层与所述第二导电类型掺杂电荷层之间具有倍增层。
12.根据权利要求11所述的波导型硅基短波红外波段雪崩光电探测器的制作方法，其特征在于，还包括步骤：于器件表面沉积保护层，通过光刻工艺及刻蚀工艺于所述保护层中形成接触孔，于所述接触孔中形成金属电极，所述金属电极包括穿过所述保护层连接至所述第一导电类型接触层的下电极以及穿过所述保护层连接至所述第二导电类型接触层的上电极。
13.根据权利要求11所述的波导型硅基短波红外波段雪崩光电探测器的制作方法，其特征在于：所述硅波导的宽度为300纳米～800纳米，所述第二导电类型掺杂电荷层的宽度为8微米～12微米，所述硅波导与所述第二导电类型掺杂电荷层之间通过宽度逐渐增大的耦合结构实现耦合连接。
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