[发明专利]一种薄膜铌酸锂光波导与InP基光电探测器异质集成结构

权利要求书

1.一种薄膜铌酸锂光波导与InP基光电探测器异质集成结构，其特征在于，该结构主要由衬底(1)、缓冲层(2)、薄膜铌酸锂光波导(3)、耦合层(4)、InP基光电探测器外延层(5)、P电极(6)和N电极(7)构成；

所述InP基光电探测器外延层(5)通过耦合层(4)集成于薄膜铌酸锂光波导(3)正上方，缓冲层(2)和衬底(1)依次分布于薄膜铌酸锂光波导(3)下方；

所述InP基光电探测器外延层(5)由P型掺杂层(5-4)、光吸收层(5-3)、N型掺杂层(5-2)、N型掺杂锥形过渡区(5-1)构成；

所述P电极(6)位于P型掺杂层(5-4)上表面，N电极(7)位于N型掺杂层(5-2)上表面；

沿薄膜铌酸锂光波导(3)传输至InP基光电探测器外延层(5)的光信号通过倏逝波耦合机制，从薄膜铌酸锂光波导(3)透过耦合层(4)先耦合进入其正上方的N型掺杂锥形过渡区(5-1)，再经N型掺杂层(5-2)进入光吸收层(5-3)，在P型掺杂层(5-4)、N型掺杂层(5-2)之间产生光电流，并由P电极(6)、N电极(7)输出。

2.根据权利要求1所述的薄膜铌酸锂光波导与InP基光电探测器异质集成结构，其特征在于，所述P电极(6)为整面电极，由薄膜铌酸锂光波导(3)耦合进入InP基光电探测器外延层(5)的光吸收层(5-3)的光在P电极(6)的下表面形成反射，再次进入光吸收区，形成二次光吸收。

3.根据权利要求1所述的薄膜铌酸锂光波导与InP基光电探测器异质集成结构，其特征在于，所述N型掺杂锥形过渡区(5-1)临近N型掺杂层(5-2)区域为锥形宽区域，远离N型掺杂层(5-2)区域为锥形顶端。

4.根据权利要求1所述的薄膜铌酸锂光波导与InP基光电探测器异质集成结构，其特征在于，所述薄膜铌酸锂光波导(3)为脊型光波导，薄膜铌酸锂光波导(3)两侧含有一定厚度的薄膜铌酸锂平板层。

5.根据权利要求1所述的薄膜铌酸锂光波导与InP基光电探测器异质集成结构，其特征在于，所述薄膜铌酸锂光波导(3)为矩形光波导。

6.根据权利要求1所述的薄膜铌酸锂光波导与InP基光电探测器异质集成结构，其特征在于，所述耦合层(4)为二氧化硅、氮化硅、氧化铝或聚合物。

7.根据权利要求1所述的薄膜铌酸锂光波导与InP基光电探测器异质集成结构，其特征在于，所述衬底(1)为硅、铌酸锂、碳化硅、蓝宝石或氮化铝。

8.根据权利要求1所述的薄膜铌酸锂光波导与InP基光电探测器异质集成结构，其特征在于，所述缓冲层(2)为二氧化硅、氮化硅、氧化铝或聚合物。