收层32是通过金属有机物化学气相沉积(MOCVD)方式外延生长而成。
[0043]本实施例中，AWG输出波导20呈条状，其宽度约2?3μπι，深度大于3μπι。波导探测器30 (PD吸收层32和P接触层33)同样呈条状，其宽度为5?6 μ m，深度大约I?2 μ m。AffG输出波导20和波导探测器30中心对准。
[0044]需要注意的是，请参照图1B，波导探测器的H)下接触层31延伸至AWG输出波导的AffG上包层23内，AWG芯层22的上方。延伸部分的长度L介于I?10 μ m之间，优选地介于I?2 μ m之间。本实施例中，L = 2 μ m。
[0045]该延伸部分使得光场在传输到波导探测器台面之前就已经进入波导探测器的N接触层，而在光场由AWG芯层向上耦合进入N接触层的这段H)长度下，吸收层几乎没有吸收到光，所以去除这部分吸收层和上接触层可以在不明显影响耦合效率的情况下减小器件长度，从而减小器件电容，同时ro下接触层31侧壁部分引入的电容也同样与ro电容隔离开，这样就更进一步减小了 PD器件的电容，可以提高器件的3dB带宽。另一方面L的长度影响光传输到探测器台面时的光场分布，从而影响AWG波导与波导探测器之间的耦合，通过光刻可调整L的长度使得耦合效率达到最优值。
[0046]此外，请继续参照图1B，波导探测器的H)吸收层(32)和H)上接触层与AWG输出波导的AWG上包层(23)隔开一窄缝。该窄缝的宽度U介于L/3?2L/3之间。本实施例中，L' = L/2 = 2 μmD
[0047]由于各路H)的P型掺杂的材料可以通过波导结构相连，所以AWG输出波导上包层与波导探测器的P接触层之间的缝隙可以保证各路探测器之间的P接触保持独立。
[0048]其中，AWG下包层21为未掺杂的InP层，其厚度为5 μπι。AffG芯层22包括:未掺杂的InGaAsP层和InP层，其中，InGaAsP层的厚度为0.5 μπι, Ga和As的组分分别为0.11和0.25 ; InP层的厚度为10nm。AffG上包层23为1.2 ym渐变掺杂的InP层，自下而上分别为600nm未掺杂的InP层和600nm的P型掺杂InP层。在P型掺杂InP层中，掺杂浓度由5 X 11Vcm3渐变到I X 10 18/cm3。其中，AffG芯层材料的折射率相比于上/下包层的折射率较高，所以光的传播光场基本集中在AWG芯层内。
[0049]请参照图1A和图1B，在H)区域的AWG下包层21、AWG芯层22呈面状。波导探测器的ro下接触层31，即N接触层，呈面状，形成于AWG芯层22上。波导探测器的H)吸收层32和ro上接触层33，即P接触层，形成于ro下接触层31上。其中，ro吸收层32和P接触层33同样呈条状，与AWG输出波导相对设置，而且与AWG上包层23之间有一个窄缝。
[0050]由于条形的ro吸收层32和P接触层33与AWG输出波导上包层23之间有一个几微米的窄缝，所以在刻蚀AWG输出波导结构时波导边界可以在缝隙的任意位置，所以在工艺上就增大了纵向的对准容差。同时，缝隙的存在可以在做钝化的时候保护好ro侧壁，刻蚀边界与ro台面之间的缝隙也使得ro性能不受Awg刻蚀工艺的影响，可以提高整体器件的成品率。
[0051]本实施例中，N接触层包括:N型掺杂的InGaAsP层和未掺杂的InP层，其中，InGaAsP层的掺杂浓度为2 X 11Vcm3,厚度为0.32 μ m，其中Ga和As的组分分别为0.3和0.64 ;InP层的厚度为10nm。H)吸收层32为波导探测器的吸收层，其为未掺杂的Ina53Gaa47As层，厚度为0.42 μ m。PD上接触层33为1.2 ym渐变掺杂的InP层，自下而上分别为600nm未掺杂的InP和600nm P型掺杂的InP，其掺杂浓度由5 X 11Vcm3渐变到I X 11Vcm3。并且，PD上接触层33和AWG上包层23为同时外延的材料。
[0052]其中，N接触层的折射率介于AWG芯层与H)吸收层之间，提供了 AWG芯层与H)吸收层之间的折射率匹配，这会很大程度上提高探测器的量子效率。在H)上接触层中靠近AffG芯层的InP为轻掺或本征以减小掺杂在AWG波导中所引入的光传输损耗。
[0053]在N接触层的上表面形成N接触台面34，在P接触层的上表面形成有P接触台面
35。为了方便测试，在N接触台面34和P接触台面35上分别形成有电极引线(未示出)。
[0054]此外，需要说明的是，波导探测器中N接触层和P接触层的位置可以互换，即在本发明其他实施例中，可以是上接触层为N接触层，而下接触层的P接触层，同样不影响本发明的实施。
[0055]本实施例中，波导探测器中H)下接触层31的折射率大于AWG输出波导中AWG芯层22的折射率，从而对光有一定的引导作用，使得光可以更快的从AWG波导层耦合到H)吸收层从而减小波导探测器的器件长度提高ro的带宽性能。
[0056]图2为图1A和图1B所示集成器件在实际应用下的示意图。以下结合图2来介绍本实施例AWG输出波导与探测器的集成器件的工作过程:光纤中的光通过AWG中的一根输入波导耦合进入AWG器件，利用AWG器件的波分复用作用，把多波长的光分成多路单波长，分别经由各路的AWG输出波导耦合进入相应的波导探测器，而波导探测器把光信号转换成电信号，实现数据传输。
[0057]AffG输出波导上包层与波导探测器的P接触层之间的缝隙没有刻蚀到AWG波导芯层22，而光场主要集中在AWG波导芯层22中，所以缝隙处的端面损耗可以通过缝隙位置的优化减小到最小。另一方面缝隙的存在消除了 AWG器件与H)器件材料与工艺上的相互影响，大大提高了器件的成品率。
[0058]可见，本实施例AWG输出波导与波导探测器的集成器件在不增加单个探测器的响应速率下，实现了整体接收速率的成倍增加，为实现高度集成的高速光传输网络系统提供了一种很好的探测解决方案。
[0059]至此，本实施例AWG输出波导与探测器有缝对接的集成器件介绍完毕。
[0060]图3为根据本发明实施例AWG输出波导与波导探测器有缝对接的集成器件的制备方法的流程图。如图3所示，本实施例AWG输出波导与波导探测器有缝对接的集成器件的制备方法包括:
[0061]步骤A:在衬底10的上表面自下而上依次外延AWG下包层11、AWG芯层22、H)下接触层31和H)吸收层32，如图4所示；
[0062]本实施例中，衬底为InP衬底。衬底上的各层，包括:AWG下包层21、AWG芯层22、PD下接触层31和ro吸收层32通过金属有机物化学气相沉积(MOCVD)方式制备。
[0063]本实施例中，AWG下包层21为未掺杂的InP层，其厚度为5 μπι。AWG芯层22包括:未掺杂的InGaAsP层和InP层，其中，InGaAsP层的厚度为0.5 ym，Ga和As的组分分别为0.11和0.25 ；InP层的厚度为1nm0
[0064]本实施例中，H)下接触层31为波导探测器的N接触层，其包括:N型掺杂的InGaAsP层和未掺杂的InP层，其中，InGaAsP层的掺杂浓度为2 X 11Vcm3,厚度为0.32 μ m，其中Ga和As的组分分别为0.3和0.64 ；InP层的厚度为1nm0
[0065]本实施例中，F1D吸收层32为波导探测器的吸收层，其为未掺杂的Ina 53Gaa 47As层，厚度为0.42 μπι。
[0066]其中，外延各层后的器件分为左、右两区域，其中，左侧区域作为AWG区域，右侧区域作为ro区域。
[0067]步骤B:对外延各层后的外延片的AWG区域进行刻蚀，在其远离H)区域的部分去除ro吸收层32和ro下接触层31，在其靠近ro区域的宽度为L的部分，仅去除ro吸收层
31；
[0068]本实施例中，首先在图4所示结构的基础上光刻出AWG区域的掩模图形，而后通过湿法腐蚀工艺去掉该区域的相关层。
[0069]需要注意的是，在AWG区域与H)区域的界面处，有长度为L = 3?4 μ m的N接触层伸入到AWG芯层上方。
[0070]步骤C:在器件的AWG区域和H)区域同时进行二次外延，其中，AWG区域的二次外延材料作为AWG上包层23，PD区域的二次外延材料作为H)上接触层33，如图6所示；
[0071]本步骤中，在图5所示的结构经过清洗处理之后，采用MOCVD的方法完成器件的整体二次外延。
[0072]请参照图6，外延材料为1.2 μ m渐变掺杂的InP层，其中自下而上分别为600nm的未掺杂InP和600nm的P型掺杂InP，其掺杂浓度由5 X 11 Vcm3渐变到I X 10 18cnT3。
[0073]步骤D:对二次外延后的外延片的H)区域进行刻蚀，形成波导探测器的N接触台面34和P接触台面35，以及波导探测器与AWG输出波导之间的窄缝，进而形成波导探测器30，如图7所示；
[0074]本步骤中，首先在图6所示的二次外延片上生长300nm的S12，光刻出器件的掩模图形，而后采用干法加湿法的方法刻蚀出波导探测器的P接触台面35以及窄缝和N接触台面34。P接触台面35为5X40 μm2，刻蚀深度为1.62 μm，窄缝的刻蚀深度也是1.62 μm，宽度为2 μπι。N接触台面34为50X50 μm2，腐蚀的深度为0.32 μπι。然后用HF酸溶液去掉片子上的S12，再重新生长300nm的3丨02钝化层。
[0075]需要说明的是，为了制备完整的波导探测器，还需要在该N接触台面和P台面做出电极引线。具体而言，即是在S12钝化层上分别开出P、N电极窗口，溅射金属Ti/Au，刻蚀出电极引线图形。
[0076]需要注意的是，在AWG区域与探测