[發明專利]一種光電探測器

有效

• 申請號: 201911382842.7
• 申請日: 2019-12-27
• 公開（公告）號: CN111129202B
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發明（設計）人: 胡曉;肖希;王磊;陳代高;張宇光;李淼峰
• 申請（專利權）人: 武漢光谷信息光電子創新中心有限公司
• 主分類號: H01L31/109
• 分類號: H01L31/109;H01L31/0232
• 代理公司: 北京派特恩知識產權代理有限公司 11270
• 代理人: 李路遙;張穎玲

1.一種光電探測器，包括：

硅層，所述硅層包括第一摻雜類型的摻雜區；

與所述硅層接觸的鍺層，所述鍺層包括第二摻雜類型的摻雜區；其特征在于，還包括：

第一層波導，所述第一層波導包括設置在所述鍺層上方的第一探測耦合區；

第二層波導，所述第二層波導包括設置在所述鍺層側面的第二探測耦合區；

其中，所述第一層波導和所述第二層波導用于傳輸光信號，所述第一層波導和所述第二層波導分別通過所述第一探測耦合區和所述第二探測耦合區將所述光信號耦合至所述鍺層；所述鍺層用于探測所述光信號，并將所述光信號轉換為電信號。

2.根據權利要求1所述的光電探測器，其特征在于，

所述第一層波導還包括與所述第一探測耦合區連接的第一層間耦合區；

所述第二層波導還包括與所述第二探測耦合區連接的第二層間耦合區；

所述第一層波導和所述第二層波導之間通過所述第一層間耦合區和所述第二層間耦合區的層間耦合實現光信號傳遞；所述第一層間耦合區和所述第二層間耦合區的光信號分別傳輸至所述第一探測耦合區和所述第二探測耦合區。

3.根據權利要求2所述的光電探測器，其特征在于，

所述第一層波導用于接收光信號，并在所述第一層間耦合區將接收的光信號通過層間耦合傳遞至所述第二層波導的所述第二層間耦合區。

4.根據權利要求2所述的光電探測器，其特征在于，

所述第一層間耦合區和所述第二層間耦合區之間的距離為50nm-1500nm。

5.根據權利要求2所述的光電探測器，其特征在于，

沿光信號的傳輸方向上，所述第一層間耦合區的橫截面積變小，所述第二層間耦合區的橫截面積變大。

6.根據權利要求2所述的光電探測器，其特征在于，

所述第一層間耦合區和所述第二層間耦合區在所述硅層上的正投影至少部分重合。

7.根據權利要求2所述的光電探測器，其特征在于，

所述第二探測耦合區包括第一子探測耦合區和第二子探測耦合區，所述第一子探測耦合區和所述第二子探測耦合區分別設置在所述鍺層相對的兩側；

所述第二層波導還包括位于所述第二層間耦合區和第二探測耦合區之間的分光波導區，所述分光波導區用于將從所述第二層間耦合區傳輸過來的光信號分為至少兩路，并將其中兩路光信號分別輸出至所述第一子探測耦合區和所述第二子探測耦合區。

8.根據權利要求7所述的光電探測器，其特征在于，

所述第一層波導還包括位于所述第一層間耦合區和所述第一探測耦合區之間的隔離波導區；所述隔離波導區和所述分光波導區在所述硅層上的正投影彼此錯開，以使所述第一層波導上的光信號在傳輸至與所述分光波導區對應的位置處不發生與所述第二層波導之間的層間耦合。

9.根據權利要求1所述的光電探測器，其特征在于，

所述第一層波導的所述第一探測耦合區的延伸方向平行于所述硅層與所述鍺層的接觸平面，所述第一探測耦合區與所述鍺層上表面之間的距離為60nm-1000nm。

10.根據權利要求1所述的光電探測器，其特征在于，

所述第二層波導的所述第二探測耦合區與所述鍺層側壁之間的距離為50nm-1000nm。

11.根據權利要求1至10中任意一項所述的光電探測器，其特征在于，

所述第一層波導和/或所述第二層波導的材料包括氮化硅。