[發明專利]一種亞波長分束光柵混合集成光電探測器陣列

有效

• 申請號: 201611249948.6
• 申請日: 2016-12-29
• 公開（公告）號: CN106784028B
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發明（設計）人: 黃永清;費嘉瑞;段曉峰;房文敬;劉凱;王瑩;趙康;王俊;任曉敏
• 申請（專利權）人: 北京郵電大學
• 主分類號: H01L31/02
• 分類號: H01L31/02;H01L31/0232;H01L27/146;H01L31/0224
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王慶龍

1.一種亞波長分束光柵混合集成光電探測器陣列，其特征在于，包括具有光束分束功能的亞波長光柵，以及位于亞波長光柵上方的光電探測器組；所述亞波長光柵與光電探測器組間設有鍵合介質層；

所述光電探測器陣列應用于模擬光纖鏈路中；

所述光電探測器組包括多個光電探測器；所述光電探測器N型接觸層上蒸鍍有N型接觸電極，P型接觸層上蒸鍍有P型接觸電極；所述光電探測器組中各個光電探測器的N型、P型接觸電極分別相連通；

所述亞波長光柵包括依次層疊的硅襯底層、氧化硅層和光柵層；

所述光柵層為SOI結構的頂層硅晶體材料，所述SOI結構表層上刻蝕有光柵圖案，所述光柵圖案包括多個一維條形非周期光柵或二維塊狀非周期光柵；

每個所述一維條形非周期光柵或二維塊狀非周期光柵用于接收入射光并將入射光分成多束出射光；所述入射光為大功率、高速、高動態范圍的光信號；所述出射光為小功率、低動態范圍的光信號；

所述出射光的總分束數量與光電探測器組中的光電探測器數量相同且一一對應，并由對應光電探測器進行光電轉換，所述出射光與光柵平面法線之間角度的余切值等于光柵平面與光電探測器P型接觸電極平面間的垂直距離除以光電探測器中心和光電探測器組中心的水平距離。

2.根據權利要求1所述的亞波長分束光柵混合集成光電探測器陣列，其特征在于，所述光電探測器組與鍵合介質層間設有半絕緣襯底層，所述多個光電探測器設置在所述半絕緣襯底層上。

3.根據權利要求2所述的亞波長分束光柵混合集成光電探測器陣列，其特征在于，所述光電探測器通過半導體外延工藝制得，所述光電探測器表層覆蓋有絕緣鈍化層，所述絕緣鈍化層上開孔并蒸鍍有與N型接觸層上接觸的接地大電極，所述絕緣鈍化層上開孔并蒸鍍有與P型接觸層上接觸的信號大電極。

4.根據權利要求1所述的亞波長分束光柵混合集成光電探測器陣列，其特征在于，所述光電探測器包括PIN光電探測器、單行載流子光電探測器或雪崩光電探測器中的一種或多種。

5.根據權利要求1所述的亞波長分束光柵混合集成光電探測器陣列，其特征在于，所述光電探測器采用垂直耦合的光耦合方式，其入光方向為襯底入光。

6.根據權利要求3所述的亞波長分束光柵混合集成光電探測器陣列，其特征在于，所述光電探測器組中各光電探測器之間通過化學刻蝕至半絕緣襯底相互隔離。