[发明专利]一种光电探测器

说明书

为解决现有光电探测器具有饱和吸收效应明显、响应度较低的问题，本申请实施例提供一种光电探测器，涉及光电探测器技术领域，所述光电探测器包括：硅层，所述硅层包括第一掺杂类型的掺杂区；与所述硅层接触的锗层，所述锗层包括第二掺杂类型的掺杂区；第一层波导，所述第一层波导包括设置在所述锗层上方的第一探测耦合区；第二层波导，所述第二层波导包括设置在所述锗层侧面的第二探测耦合区；其中，所述第一层波导和所述第二层波导用于传输光信号，所述第一层波导和所述第二层波导分别通过所述第一探测耦合区和所述第二探测耦合区将所述光信号耦合至所述锗层；所述锗层用于探测所述光信号，并将所述光信号转换为电信号。

技术领域

本申请实施例涉及光电探测器技术领域，特别涉及一种光电探测器。

背景技术

硅光子技术是基于硅和硅基衬底材料(如SiGe/Si、绝缘体上硅等)，利用现有互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS)工艺进行光器件开发和集成的新一代技术。硅光子技术结合了集成电路技术的超大规模、超高精度制造的特性和光子技术超高速率、超低功耗的优势，是应对摩尔定律失效的颠覆性技术。这种结合得力于半导体晶圆制造的可扩展性，因而能够降低成本。光电探测器作为硅光子架构的核心器件之一，具有实现光信号到电信号转换的功能。但晶体硅材料的能带结构决定其在光通信波段探测效率很低，虽然III-V族半导体材料更适合用于光电探测器，但是III-V族半导体材料与硅工艺不兼容，无法与硅进行有效的单片集成；考虑到锗材料与CMOS工艺的兼容性，本领域提出了采用锗材料作为光吸收层材料而形成锗硅光电探测器的技术。然而，目前的锗硅光电探测器具有饱和吸收效应明显、响应度低等缺点，因此有待进一步的改进。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例为解决现有技术中存在的至少一个问题而提供一种光电探测器。

为达到上述目的，本申请实施例的技术方案是这样实现的：

第一方面，本申请实施例提供一种光电探测器，包括：

硅层，所述硅层包括第一掺杂类型的掺杂区；

与所述硅层接触的锗层，所述锗层包括第二掺杂类型的掺杂区；

第一层波导，所述第一层波导包括设置在所述锗层上方的第一探测耦合区；

第二层波导，所述第二层波导包括设置在所述锗层侧面的第二探测耦合区；

其中，所述第一层波导和所述第二层波导用于传输光信号，所述第一层波导和所述第二层波导分别通过所述第一探测耦合区和所述第二探测耦合区将所述光信号耦合至所述锗层；所述锗层用于探测所述光信号，并将所述光信号转换为电信号。

在一种可选的实施方式中，所述第一层波导还包括与所述第一探测耦合区连接的第一层间耦合区；

所述第二层波导还包括与所述第二探测耦合区连接的第二层间耦合区；

所述第一层波导和所述第二层波导之间通过所述第一层间耦合区和所述第二层间耦合区的层间耦合实现光信号传递；所述第一层间耦合区和所述第二层间耦合区的光信号分别传输至所述第一探测耦合区和所述第二探测耦合区。

在一种可选的实施方式中，所述第一层波导用于接收光信号，并在所述第一层间耦合区将接收的光信号通过层间耦合传递至所述第二层波导的所述第二层间耦合区。

在一种可选的实施方式中，所述第一层间耦合区和所述第二层间耦合区之间的距离为50nm-1500nm。

在一种可选的实施方式中，沿光信号的传输方向上，所述第一层间耦合区的横截面积变小，所述第二层间耦合区的横截面积变大。

在一种可选的实施方式中，所述第一层间耦合区和所述第二层间耦合区在所述硅层上的正投影至少部分重合。