倒锥型大功率硅锗光电探测器及提高入射光功率的方法与流程

文档序号:12478881阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种倒锥型大功率硅锗光电探测器,制作在SOI晶圆(1)上,其特征在于:该探测器包括入射波导(2)、第一重掺杂区(3)、第二重掺杂区(4)、第一轻掺杂区(5)、第二轻掺杂区(6)、锗波导(7)、本征区(8),光从入射波导(2)入射,所述第一重掺杂区(3)、第二重掺杂区(4)、第一轻掺杂区(5)、第二轻掺杂区(6)、本征区(8)组成有两层台阶的单脊波导结构,第一轻掺杂区(5)、第二轻掺杂区(6)、本征区(8)的横截面围成梯形,在梯形与入射波导(2)连接处,梯形宽度与入射波导(2)宽度相等,梯形沿着光传播方向宽度由宽变窄;锗波导(7)的横截面为梯形,宽度沿着光传播方向由窄变宽;本征区(8)的横截面为梯形,宽度沿着光传播方向由宽变窄。

2.如权利要求1所述的倒锥型大功率硅锗光电探测器,其特征在于:所述第一轻掺杂区(5)和第二轻掺杂区(6)之间有本征区(8),第一轻掺杂区(5)、第二轻掺杂区(6)、本征区(8)均在锗波导(7)下方,且均与锗波导(7)接触,第一重掺杂区(3)与第一轻掺杂区(5)接触,第二重掺杂区(4)与第二轻掺杂区(6)接触。

3.如权利要求1所述的倒锥型大功率硅锗光电探测器,其特征在于:所述入射波导(2)的纵截面为有两层台阶的单脊波导结构,其中,下层台阶的高度为h1,上层台阶的高度为h2

4.如权利要求3所述的倒锥型大功率硅锗光电探测器,其特征在于:所述第一重掺杂区(3)、第二重掺杂区(4)的高度为h1

5.如权利要求3所述的倒锥型大功率硅锗光电探测器,其特征在于:所述第一轻掺杂区(5)、第二轻掺杂区(6)、本征区(8)的高度为h1+h2

6.如权利要求1所述的倒锥型大功率硅锗光电探测器,其特征在于:所述入射波导(2)、第一重掺杂区(3)、第二重掺杂区(4)、第一轻掺杂区(5)、第二轻掺杂区(6)、本征区(8)的材料均为硅。

7.如权利要求1所述的倒锥型大功率硅锗光电探测器,其特征在于:所述第一重掺杂区(3)的掺杂类型与第二重掺杂区(4)的掺杂类型相反;第一轻掺杂区(5)的掺杂类型与第一重掺杂区(3)掺杂类型相同;第二轻掺杂区(6)的掺杂类型与第二重掺杂区(4)的掺杂类型相同。

8.如权利要求1所述的倒锥型大功率硅锗光电探测器,其特征在于:所述第一轻掺杂区(5)的掺杂浓度d5比第一重掺杂区(3)的掺杂浓度d3低,10<d3/d5<103

9.如权利要求1所述的倒锥型大功率硅锗光电探测器,其特征在于:所述第二轻掺杂区(6)的掺杂浓度d6比第二重掺杂区(4)的掺杂浓度d4低,10<d4/d6<103

10.一种应用于权利要求1所述倒锥型大功率硅锗光电探测器的提高入射光功率的方法,其特征在于,包括以下步骤:

光从入射波导(2)入射后,进入第一重掺杂区(3)、第二重掺杂区(4)、第一轻掺杂区(5)、第二轻掺杂区(6)、本征区(8)组成的单脊波导结构,光功率主要集中在第一轻掺杂区(5)、第二轻掺杂区(6)和本征区(8)形成的范围内,由于第一轻掺杂区(5)、第二轻掺杂区(6)、本征区(8)在光传播方向上是由宽变窄的梯形结构,而锗波导(7)在光传播方向上是由窄变宽的梯形结构,在光功率的传播的途中,缓慢而逐渐从第一轻掺杂区(5)、第二轻掺杂区(6)和本征区(8)形成的范围耦合进入锗波导(7),因此,在光传播的途中,光功率逐渐的被锗波导(7)吸收,提高硅锗光电探测器的入射光功率。

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