[實用新型]一種半導體光電探測器

有效

• 申請號: 202223400526.8
• 申請日: 2022-12-19
• 公開（公告）號: CN219286423U
• 公開（公告）日: 2023-06-30
• 發明（設計）人: 鄭志明;林智聰
• 申請（專利權）人: 江蘇聯格科技有限公司
• 主分類號: H01L31/0232
• 分類號: H01L31/0232;H01L31/09;H01L31/0216
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 陸敏杰

本實用新型公開了一種半導體光電探測器，涉及光通信與光傳感技術領域，解決了在光電探測器材料吸收系數比較低的情況下，未被吸收的光會出射出去而被浪費的問題。包括襯底，襯底上設有波導下包層，波導下包層上設有光波導層，光波導層上沿信號光進入方向依次設有入射光耦合器、光吸收層、出射光耦合器和DBR反射鏡，光吸收層吸收信號光，產生光生載流子，并在電場作用下輸運到電極，輸出電信號。在光電探測器材料吸收系數比較低的情況下，達到了實現高靈敏光探測的效果。

技術領域

本實用新型涉及光通信與光傳感技術領域，特別涉及一種半導體光電探測器。

背景技術

光電探測器是一種將光信號轉化為電信號的器件，如果探測器的有源材料對于所要探測波長的光的吸收系數低，則需要增加光吸收的長度，可以采用波導結構，如果波導沒有足夠長，則在光電探測器的末端，未被吸收的光會出射出去，而被浪費。

如果要使出射的光再反射進探測器中，被探測器吸收，一個重要的關鍵是出射的光必須要耦合到波導中，而且從反射波導光柵反射的光必須能夠耦合回到探測器中，則在出射端需要精確設計一個光耦合器；但一般來說，從波導耦合到吸收區比較容易實現，而從吸收區出射的光要耦合到出射波導中則比較困難。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種半導體光電探測器，在探測器的尾端制備出射光耦合器，解決未被吸收的出射光耦合到波導中的難題，同時在波導中制備DBR反射鏡，將光反射回探測器中被探測器再次吸收，從而提高光電探測器的響應度，在光電探測器材料吸收系數比較低的情況下，實現高靈敏的光探測。

本實用新型的上述技術目的是通過以下技術方案得以實現的：

一種半導體光電探測器，包括襯底，襯底上設有波導下包層，波導下包層上設有光波導層，光波導層上沿信號光進入方向依次設有入射光耦合器、光吸收層、出射光耦合器和DBR反射鏡，光吸收層吸收信號光，產生光生載流子，并在電場作用下輸運到電極，輸出電信號。

更進一步地，所述襯底為硅層，波導下包層為二氧化硅層。

更進一步地，光電探測器外表面有鈍化層覆蓋。

更進一步地，所述光波導層為硅層。

更進一步地，所述DBR反射鏡包括光波導層上刻蝕出的光柵。

更進一步地，所述波導下包層厚度為2微米，光波導層厚度220nm。

更進一步地，所述光吸收層是鍺、鍺硅、鍺量子點、鍺錫、鍺鉛、鍺錫鉛中的一種異質結構材料層。

更進一步地，所述入射光耦合器和出射光耦合器皆包括鍺層和鍺層下方的硅層。

更進一步地，所述鍺層為三維錐狀，且外端小內端大。

綜上所述，本實用新型具有以下有益效果：

利用出射光耦合器將沒有吸收的光耦合進入波導中，被DBR反射鏡反射后再經出射耦合器進入探測器的光吸收層，被吸收層吸收；在吸收層的吸收系數低的情況下實現光的充分吸收，獲得高的響應度。

本實用新型的半導體光電探測器適合于在吸收系數低的情況實現高速高響應探測，解決了現有技術在吸收系數低的情況下難于同時實現高速和高響應探測的問題。

附圖說明

圖1是本實用新型的一種半導體光電探測器的示意圖；

圖2是本實用新型的一種半導體光電探測器的俯視結構示意圖；

圖3是本實用新型實施例中制備步驟S1的示意圖；

圖4是本實用新型實施例中制備步驟S2的示意圖；

圖5是本實用新型實施例中制備步驟S3的示意圖；