[發明專利]一種熱調硅鍺光電探測結構

有效

• 申請號: 201711437302.5
• 申請日: 2017-12-26
• 公開（公告）號: CN108063144B
• 公開（公告）日: 2020-05-26
• 發明（設計）人: 王磊;肖希;陳代高;李淼峰;張宇光;胡曉;馮朋;余少華
• 申請（專利權）人: 武漢郵電科學研究院
• 主分類號: H01L27/144
• 分類號: H01L27/144
• 代理公司: 武漢智權專利代理事務所(特殊普通合伙) 42225
• 代理人: 彭程程

一種熱調硅鍺光電探測結構，涉及光通信集成器件領域，設置于硅基光子集成芯片中，所述硅基光子集成芯片包括襯底硅、覆蓋在襯底硅頂面的埋氧層、以及覆蓋在埋氧層頂面的覆蓋層，所述熱調硅鍺光電探測結構包括：硅鍺探測器，其設置于所述埋氧層頂面，且位于所述覆蓋層內；加熱裝置，其包括設置于所述覆蓋層內的加熱器，且所述加熱器加熱時，能改變所述硅鍺探測器的溫度。本發明通過加熱裝置改變硅鍺探測器的溫度，避免硅鍺探測器在較長波長的響應度發生劣化，實現波長平坦的響應度。

技術領域

本發明涉及光通信集成器件領域，具體來講涉及一種熱調硅鍺光電探測結構。

背景技術

硅鍺探測器是一種將高速光信號轉化為電流信號的器件，是硅基光子集成芯片的關鍵器件。硅鍺探測器主要依靠鍺材料對光的吸收產生光電流。但是，鍺材料在較長的波長有吸收邊界，因此，硅鍺探測器只能在較短的波長保證高的響應度，而在較長的波長，響應度會發生劣化，從而影響接收機的靈敏度。

發明內容

針對現有技術中存在的缺陷，本發明的目的在于提供一種熱調硅鍺光電探測結構，通過加熱裝置改變硅鍺探測器的溫度，避免硅鍺探測器在較長波長的響應度發生劣化，實現波長平坦的響應度。

為達到以上目的，本發明采取一種熱調硅鍺光電探測結構，設置于硅基光子集成芯片中，所述硅基光子集成芯片包括襯底硅、覆蓋在襯底硅頂面的埋氧層、以及覆蓋在埋氧層頂面的覆蓋層，所述熱調硅鍺光電探測結構包括：

硅鍺探測器，其設置于所述埋氧層頂面，且位于所述覆蓋層內；

加熱裝置，其包括設置于所述覆蓋層內的加熱器，且所述加熱器加熱時，能改變所述硅鍺探測器的溫度。

在上述技術方案的基礎上，所述加熱器兩端至覆蓋層頂面分別通過陰極通孔和陽極通孔連通，所述加熱裝置還包括設置于陰極通孔頂端的陰極，以及設置在陽極通孔頂端的陽極，且在陰極和陽極加上電壓時，所述加熱器加熱。

在上述技術方案的基礎上，所述加熱器與所述硅鍺探測器之間的空間距離小于等于10μm。

在上述技術方案的基礎上，所述加熱器為電阻加熱器，加熱器的底面高于所述硅鍺探測器的頂面。

在上述技術方案的基礎上，所述加熱器的底面和硅鍺探測器的頂面之間的距離小于等于3μm。

在上述技術方案的基礎上，所述加熱器為摻雜硅加熱器，加熱器制作在所述埋氧層頂面。

在上述技術方案的基礎上，所述埋氧層和覆蓋層之間設有一層硅，所述摻雜硅加熱器的摻雜硅是對該層硅進行慘雜后實現的。

在上述技術方案的基礎上，所述硅鍺探測器為面入射型探測器或波導型探測器。

在上述技術方案的基礎上，所述陰極和陽極均為導電金屬材料，所述陰極通孔和陽極通孔內均填充導電金屬材料。

在上述技術方案的基礎上，所述埋氧層和覆蓋層均為二氧化硅材料，所述襯底硅為硅材料。

本發明的有益效果在于：通過在硅鍺探測器附近添加加熱裝置，加熱器兩端加電壓時，能改變硅鍺探測器的溫度，使硅鍺探測器的吸收邊界發生移動，從而避免較長波長的響應度發生劣化，使硅鍺探測器實現波長平坦的響應度，保證接收機的靈敏度。

附圖說明

圖1為本發明第一實施例熱調硅鍺光電探測結構示意圖；

圖2為本發明第二實施例熱調硅鍺光電探測結構示意圖。

附圖標記：

1-硅鍺探測器，2-加熱裝置，3-電阻加熱器，4-摻雜硅加熱器，5-陽極通孔，6-陰極通孔，7-陽極，8-陰極，9-覆蓋層，10-埋氧層，11-襯底硅。

具體實施方式