带有应变源的GeSn红外探测器

摘要

本发明提供一种带有应变源的GeSn红外探测器，其结构为：在n⁺型衬底101上面为n型GeSn弛豫层102，弛豫层上面的SiGe应变源阵列104生长在GeSn光吸收阵列103的光吸收单元的周围区域，GeSn光吸收阵列的顶部为p⁺型GeSn金属接触阵列105，应变源阵列的顶部为p⁺型SiGe金属接触阵列106，第一电极107环绕在探测器的光照区金属接触阵列之上，第二电极108在n⁺型衬底之上。其中应变源阵列104的材料的晶格常数比光吸收阵列103的材料小，形成对光吸收区的应变，该应变在xy平面内为双轴张应变，在z方向为单轴压应变。这种应变有利于GeSn沟道Γ点下移，使直接带隙E_gΓ宽度减小，从而展宽探测器的光响应范围。

主权项

一种带有应变源的GeSn红外探测器，其特征在于，包括：一n⁺型Si衬底（101）；一弛豫层（102），位于n⁺型Si衬底（101）之上；一光吸收阵列（103），为单晶GeSn材料，分布于弛豫层（102）之上，每个光吸收单元为方形柱；一应变源阵列（104），为单晶SiGe材料，每个应变源单元为矩形柱，四个应变源单元围绕分布于一个光吸收单元的四面，连接相邻的光吸收单元；一p⁺型GeSn金属接触阵列（105），为单晶p⁺型GeSn，对应位于光吸收阵列上；一p⁺型SiGe金属接触阵列（106），为单晶p⁺型SiGe，对应位于应变源阵列上；一探测第一电极（107），环绕在探测器的光照区金属接触阵列顶端，将p⁺型金属接触阵列连接起来；一探测第二电极（108），位于n⁺型衬底之上；其中应变源阵列材料的晶格常数比光吸收阵列材料的晶格常数小；所述光吸收阵列的单晶GeSn材料通式为Ge_1‑xSn_x,其中0≤x≤0.25；所述应变源阵列的单晶SiGe材料通式为Si_1‑yGe_y，其中0≤y≤0.3。