[发明专利]光接收元件、光接收装置以及光接收模块

说明书

技术领域

本发明讨论的实施例涉及一种光接收元件、光接收装置以及光接收模块。

背景技术

图1为示出作为光接收元件的一个实例的光接收元件100的主要部分的透视图。图2为沿图1中的虚线II-II的光接收元件100的截面图。

如图1和图2所示的光接收元件100包括设置在基板114上方的光电探测器(photo-detector)单元101，以及设置在同一基板114上方的波导单元111。波导单元111包括具有类似肋形形状的核心112。信号光在核心112的突起部113内传播，并进入光电探测器单元101。

光电探测器单元101具有这样一种结构，其中从基板114侧起层叠了核心112、n-型半导体层102、i-型吸收层103、p-型上包覆层104以及p-型接触层105。光电探测器单元101具有包括p-型接触层105、p-型上包覆层104以及i-型吸收层103的台式结构。核心112存在于光电探测器单元101和波导单元111两者中。

如同图2所示，在光接收元件100中，信号光在波导单元111中的核心112的突起部113下方传播，并进入光电探测器单元101中的核心112。部分的入射信号光渗入到n-型半导体层102内。随着信号光在光电探测器单元101中进一步传播，信号光传播到i-型吸收层103，并被吸收到i-型吸收层103中。

n-型半导体层102、i-型吸收层103以及p-型上包覆层104形成PIN-型光电二极管(在下文中称为PD)。p-侧电极和n-侧电极(未示出)分别连接到p-型接触层105和n-型半导体层102。通过在p-侧电极和n-侧电极之间施加预定电压，用处于负电势的p-侧电极以及处于正电势的n-侧电极，经由p-型上包覆层104和n-型半导体层102探测到通过i-型吸收层103中的光吸收所生成的光生载流子(photocarrier)(空穴和电子)。因而，光电探测器单元101探测作为电信号(光生载流子电流)的信号光，并输出对应于信号光的强度的探测信号(光生载流子电流)。

图3示出作为光接收元件的另一个实例的光接收元件300的主要部分。图4为沿图3中的虚线IV-IV的光接收元件300的截面图。

如图3和图4所示的光接收元件300具有与如图1和图2所示的光接收元件的结构不同的结构。光接收元件300包括设置在基板314上方的光电探测器单元301，以及设置在同一基板314上方的波导单元311。

波导单元311具有这样一种结构，其中从基板314侧起层叠了n-型下包覆层302、核心312以及上包覆层313。波导单元311具有包括上包覆层313和核心312的台式结构。信号光在核心312中传播，并进入光电探测器单元301。

光电探测器单元301具有这样一种结构，其中从基板314侧起层叠了n-型下包覆层302、i-型吸收层303、p-型上包覆层304以及p-型接触层305。光电探测器单元301具有包括p-型接触层305、p-型上包覆层304以及i-型吸收层303的台式结构。

核心312和i-型吸收层303两者均形成在被光电探测器单元301和波导单元311共享的n-型下包覆层302上。核心312连接到i-型吸收层303的侧表面。

如同图4所示，在光接收元件300中，信号光在波导单元311中的核心312中传播，并直接进入光电探测器单元301中的i-型吸收层303。入射的信号光被吸收到i-型吸收层303的端面(信号光从该端面进入)附近的区域中。

n-型下包覆层302、i-型吸收层303以及p-型上包覆层304形成PIN-型光电二极管。p-侧电极和n-侧电极分别连接到p-型接触层305和n-型下包覆层302。通过在p-侧电极和n-侧电极之间施加预定电压，用处于负电势的p-侧电极以及处于正电势的n-侧电极，经由p-型上包覆层304和下包覆层302探测到通过i-型吸收层303中的光吸收所生成的光生载流子(空穴和电子)。因而，光电探测器单元301探测作为电信号(光生载流子电流)的信号光，并输出对应于信号光的强度的探测信号(光生载流子电流)。

在日本特许公开专利公布第2003-163363号中和Andreas Beling等人于2009年2月1日发表在《J.光波技术》(J.Lightwave Tech.)的第27卷第3号第343-355页中，讨论了如图1到图4所示的两个光接收元件100和300的实例。