[發(fā)明專利]一種波導(dǎo)耦合型吸收倍增分離雪崩二極管

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510031301.5
• 申請日: 2015-01-22
• 公開（公告）號: CN104681634B
• 公開（公告）日: 2018-07-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李沖;郭霞;劉巧莉;董建;劉白;馬云飛
• 申請（專利權(quán)）人: 北京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: H01L29/861
• 分類號: H01L29/861
• 代理公司: 北京思海天達知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11203
• 代理人: 劉萍

1.一種波導(dǎo)耦合型吸收倍增分離雪崩二極管，包括有p⁺型歐姆接觸電極(101)，p⁺歐姆接觸層(102)，吸收層(103)，p型電荷區(qū)(104)，倍增區(qū)(105)，n⁺型歐姆接觸電極(106)，n⁺歐姆接觸區(qū)(107)，絕緣掩埋層(108)，襯底(109)，單模波導(dǎo)(110)，其特征在于：p型電荷區(qū)(104)位于單模波導(dǎo)(110)末端，吸收層(103)位于p型電荷區(qū)(104)頂部，倍增區(qū)(105)以及n⁺歐姆接觸區(qū)(107)與單模波導(dǎo)(110)共平面，緊挨p型電荷區(qū)(104)依次排布，p型電荷區(qū)(104)、倍增區(qū)(105)及n⁺歐姆接觸區(qū)(107)的延伸方向垂直于單模波導(dǎo)(110)光傳輸方向，并與單模波導(dǎo)(110)厚度相同；

光耦合進入單模波導(dǎo)(110)中進行傳輸，并通過倏逝波耦合被吸收層(103)吸收，產(chǎn)生光生電子-空穴對；在吸收層(103)反向偏壓的作用下電子-空穴分離，光生空穴向p⁺歐姆接觸層(102)漂移，進而通過p⁺型歐姆接觸電極(101)進入到外電路，而光生電子漂移通過p型電荷區(qū)(104)，到達倍增區(qū)(105)，發(fā)生雪崩倍增，最后倍增電子在n⁺歐姆接觸區(qū)(107)收集，產(chǎn)生的倍增電流通過n⁺型歐姆接觸電極(106)進入到外電路，實現(xiàn)光信號的接收與倍增；

吸收層的電場強度應(yīng)低于1×10⁵V/cm；倍增區(qū)發(fā)生雪崩倍增的電場強度應(yīng)該高于3×10⁵V/cm，同時，為了使器件倍增區(qū)的電子和空穴的離化率比值降到最低，倍增區(qū)發(fā)生雪崩倍增的電場強度應(yīng)該低于6×10⁵V/cm，所以，倍增區(qū)發(fā)生雪崩倍增的電場強度應(yīng)該在3×10⁵～6×10⁵V/cm之間。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種波導(dǎo)耦合型吸收倍增分離雪崩二極管，其特征在于：

所有結(jié)構(gòu)層材料為Ge/Si、InGaAs/InP或AlGaAs/GaAs材料。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種波導(dǎo)耦合型吸收倍增分離雪崩二極管，其特征在于：

適用于吸收和倍增分離型雪崩探測器的波導(dǎo)耦合型設(shè)計。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種波導(dǎo)耦合型吸收倍增分離雪崩二極管，其特征在于：

探測波長范圍為紅外光波段。