[發明專利]一種光探測器及其制備方法

在審

• 申請號: 202111150660.4
• 申請日: 2021-09-29
• 公開（公告）號: CN114023833A
• 公開（公告）日: 2022-02-08
• 發明（設計）人: 歐欣;陳陽;黃凱
• 申請（專利權）人: 上海新硅聚合半導體有限公司
• 主分類號: H01L31/0232
• 分類號: H01L31/0232;H01L31/105;H01L31/108;H01L31/18;G01J1/42
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 郝傳鑫;賈允

1.一種光探測器，其特征在于，包括：第一傳輸波導(101)、第二傳輸波導(102)、第一耦合器(1)、第二耦合器(3)、波長轉換器(2)和光探測結構(4)；

所述第一耦合器(1)設置于所述第一傳輸波導(101)和所述波長轉換器(2)之間，所述第一耦合器(1)用于將所述第一傳輸波導(101)與所述波長轉換器(2)進行光導通；

所述波長轉換器(2)用于對所述第一耦合器(1)輸出的光信號進行波長轉換；

所述第二耦合器(3)設置于所述第二傳輸波導(102)和所述波長轉換器(2)之間，所述第二耦合器(3)能夠使所述第二傳輸波導(102)與所述波長轉換器(2)進行光導通；

所述光探測結構(4)用于探測所述第二耦合器(3)輸出的光信號。

2.根據權利要求1所述的一種光探測器，其特征在于，所述第一傳輸波導(101)與所述第二傳輸波導(102)間隔設置，所述波長轉換器(2)設置于所述第一傳輸波導(101)與所述第二傳輸波導(102)之間的間隔內。

3.根據權利要求1所述的一種光探測器，其特征在于，所述光探測器還包括襯底(7)和設置與所述襯底上的光隔離層(8)；

所述光隔離層(8)的遠離所述襯底(7)的一側設有光轉化層(9)，所述波長轉換器(2)設置于所述光轉化層(9)內；

所述第一傳輸波導(101)和所述第二傳輸波導(102)設置于所述光轉化層(9)的遠離所述光隔離層(8)的一側。

4.根據權利要求3所述的一種光探測器，其特征在于，所述光探測器還包括導電結構(11)，所述導電結構(11)設置于所述第二傳輸波導(102)遠離所述光轉化層(9)的一側，所述導電結構(11)用于傳輸所述光探測結構(4)輸出的所述第二耦合器(3)輸出的光信號對應的電信號。

5.根據權利要求1所述的一種光探測器，其特征在于，所述第一傳輸波導(101)和/或所述第二傳輸波導(102)為脊型波導結構或條形波導結構。

6.根據權利要求1所述的一種光探測器，其特征在于，所述波長轉換器(2)包括至少一個正向極化結構(5)和至少一個反向極化結構(6)，所述至少一個正向極化結構(5)與所述至少一個反向極化結構(6)為交替相鄰設置；和/或

所述波長轉換器(2)包括微盤諧振結構(13)或微環諧振結構(12)，所述微盤諧振結構(13)或微環諧振結構(12)的直徑為預設值。

7.根據權利要求1所述的一種光探測器，其特征在于，所述第一耦合器(1)輸出的光信號對應的波長為1100nm-2000nm；所述第二耦合器(3)輸出的光信號對應的波長為600nm-1000nm。

8.根據權利要求1所述的一種光探測器，其特征在于，所述波長轉換器(2)的材質包括鈮酸鋰。

9.根據權利要求1所述的一種光探測器，其特征在于，所述光探測結構(4)為金屬-半導體-金屬探測結構或半導體-本征區-半導體探測結構。

10.一種光探測器的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

提供襯底(7)；

在所述襯底(7)上制備薄膜，以在所述襯底(7)上形成預設深度的光隔離層(8)；

在所述光隔離層(8)遠離所述襯底(7)的一側上制備基于第一預設材料的薄膜，形成預設深度的薄膜層；

在所述薄膜層遠離所述光隔離層(8)的一側上制備基于第二預設材料的薄膜，形成預設深度的光傳播層；

對所述光傳播層進行刻蝕處理，形成第一傳輸波導(101)和第二傳輸波導(102)；對所述第一傳輸波導(101)和所述第二傳輸波導(102)進行刻蝕處理，在所述第一傳輸波導(101)的預設位置上形成第一耦合器(1)、在所述第二傳輸波導(102)的預設位置上形成第二耦合器(3)和光探測結構(4)；

對所述薄膜層進行刻蝕處理，形成具有波長轉換器(2)的光轉化層(9)，得到光探測器。