[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

本申請公開一種光探測器及其制備方法，該光探測器包括：第一傳輸波導、第二傳輸波導、第一耦合器、第二耦合器、波長轉換器和光探測結構；第一耦合器設置于第一傳輸波導和波長轉換器之間，第一耦合器能夠使第一傳輸波導與波長轉換器進行光導通；波長轉換器用于對第一耦合器輸出的光信號進行波長轉換；第二耦合器設置于第二傳輸波導和波長轉換器之間，第二耦合器能夠使第二傳輸波導與波長轉換器進行光導通；光探測結構用于探測第二耦合器輸出的光信號，本申請通過制備的光探測器將對于硅材料來說為透明波段的光轉化為不透明波段的光，進而對光進行探測，提高了探測的精度，避免集成其他材料制備探測器，也減小了制備工藝的難度，降低了生產成本。

技術領域

本申請涉及光探測器的制備及應用技術領域，特別涉及一種光探測器及其制備方法。

背景技術

隨著時代的進步，集成光學其在光互聯、光計算等方面的巨大應用潛力受到了廣泛關注，以SOI為基礎材料的硅光技術在器件設計、器件制備等方面已十分的成熟，并且依靠CMOS工藝技術可進行大規模制備。

然而硅也存在其自身材料所帶來的限制:1、硅材料是中心對稱晶體材料，因此缺乏二階非線性光學效應和線性電光效應，因此在制備二階非線性器件及電光調制器上面臨著天然的劣勢。2、硅材料的本征吸收邊在1100nm左右，集成光學常用波段1310nm和1550nm波段對硅來說是透明的，因此需在硅上集成其他材料，如Ge來進行光的探測，這大大提升了技術的難度。

因此，急需一種光探測器的技術方案，以解決傳統的探測器存在制備技術難度大、探測時間較長和需要集成多種材料來制備增加了集成難度等問題。

發明內容

為了解決現有技術的問題，本申請實施例提供了一種光探測器及其制備方法的技術方案，其技術方案如下：

一方面，提供了一種光探測器，包括：第一傳輸波導、第二傳輸波導、第一耦合器、第二耦合器、波長轉換器和光探測結構；

所述第一耦合器設置于所述第一傳輸波導和所述波長轉換器之間，所述第一耦合器用于將所述第一傳輸波導與所述波長轉換器進行光導通；

所述波長轉換器用于對所述第一耦合器輸出的光信號進行波長轉換；

所述第二耦合器設置于所述第二傳輸波導和所述波長轉換器之間，所述第二耦合器能夠使所述第二傳輸波導與所述波長轉換器進行光導通；

所述光探測結構用于探測所述第二耦合器輸出的光信號。

進一步地，所述第一傳輸波導與所述第二傳輸波導間隔設置，所述波長轉換器設置于所述第一傳輸波導與所述第二傳輸波導之間的間隔內。

進一步地，所述光探測器還包括襯底和設置與所述襯底上的光隔離層；

所述光隔離層的遠離所述襯底的一側設有光轉化層，所述波長轉換器設置于所述光轉化層內；

所述第一傳輸波導和所述第二傳輸波導設置于所述光轉化層的遠離所述光隔離層的一側。

進一步地，所述光探測器還包括導電結構，所述導電結構設置于所述第二傳輸波導遠離所述光轉化層的一側，所述導電結構用于傳輸所述光探測結構輸出的所述第二耦合器輸出的光信號對應的電信號。

進一步地，所述第一傳輸波導和/或所述第二傳輸波導為脊型波導結構或條形波導結構。

進一步地，所述波長轉換器包括至少一個正向極化結構和至少一個反向極化結構，所述至少一個正向極化結構與所述至少一個反向極化結構為交替相鄰設置；和/或

所述波長轉換器包括微盤諧振結構或微環諧振結構，所述微盤諧振結構或微環諧振結構的直徑為預設值。