[实用新型]光电二极管以及光电转换器

说明书

本公开的各种实施例涉及光电二极管以及光电转换器。光电二极管包括由本征锗形成的有源区域。有源区域位于在硅层中形成的腔内。腔由相对的侧壁限定，侧壁相对于与硅层的底表面垂直的方向成角度。成角度的侧壁支持具有最小晶格缺陷的本征锗的外延生长。

技术领域

本公开涉及光子学，并且更特别地涉及将光信号转换成电信号的转换器或者光电转换器。

背景技术

光纤使得能够以光信号的形式传送数据，然后将其转换为电信号。

通过光纤的数据传送的速度由分别位于光纤上游和下游的电光转换器(调制器)和光电转换器(解调器或光电检测器)限制。

例如，当前将光信号转换成电信号的转换器的技术允许近似25Gbps的(千兆位每秒)的传送速度。

能够增加传送速度将是所期望的。

实用新型内容

在第一方面，提供了一种光电二极管，包括：硅层，具有下表面和上表面，并且还包括从上表面延伸到硅层中的腔，腔具有相对的侧壁；以及有源区域，包括在腔内的锗区，其中锗区与腔的相对的侧壁接触，并且其中在与下表面的平面正交的方向和相对的侧壁的平面之间的角度大于近似10°。

根据一个实施例，角度在从近似10°至近似20°的范围内。

根据一个实施例，硅层的下表面搁置在绝缘层的上表面上。

根据一个实施例，锗区与绝缘层的上表面接触。

根据一个实施例，在相对的侧壁之间的腔的最大宽度小于近似700nm。

根据一个实施例，在相对的侧壁之间的腔的最大宽度在从近似400nm至近似600nm的范围内。

根据一个实施例，锗区在硅层的上表面上方延伸。

根据一个实施例，光电二极管进一步被配置为接收用于检测的光，其中光在与腔的相对的侧壁平行的方向上传播。

根据一个实施例，光电二极管还包括：在硅层内的第一掺杂区，邻近相对的侧壁中的第一侧壁，第一掺杂区掺杂有第一导电类型掺杂剂；以及在硅层内的第二掺杂区，邻近相对的侧壁中的第二侧壁，第二掺杂区掺杂有第二导电类型掺杂剂。

根据一个实施例，腔具有的深度小于硅层的厚度，并且其中相对的侧壁在腔的底部处彼此接触，并且其中腔在与下表面垂直的横截面中具有三角形的形状。

在第二方面，提供了一种光电转换器，包括：光电二极管，其中光电二极管包括：硅层，具有下表面和上表面，并且还包括从上表面延伸到硅层中的腔，腔具有相对的侧壁；和有源区域，包括在腔内的锗区，其中锗区与腔的相对的侧壁接触，并且其中在与下表面的平面正交的方向和相对的侧壁的平面之间的角度大于近似10°；以及波导，被配置为将光传播到有源区域。

根据一个实施例，波导包括绝缘材料的沟槽，沟槽界定硅层的区域，区域被配置为接收光。

根据一个实施例，腔位于区域内。

根据一个实施例，光在与腔的相对的侧壁平行的方向上传播。

根据一个实施例，沟槽的高度基本上等于硅层的厚度的一半。

根据一个实施例，角度在近似10°至近似20°的范围内。

根据一个实施例，光电转换器还包括：在硅层内的第一掺杂区，邻近相对的侧壁中的第一侧壁，第一掺杂区掺杂有第一导电类型掺杂剂；以及在硅层内的第二掺杂区，邻近相对的侧壁中的第二侧壁，第二掺杂区掺杂有第二导电类型掺杂剂。

根据一个实施例，在第一掺杂区和第二掺杂区之间测量电压。