一种半导体光电探测器的制作方法

本技术涉及光通信与光传感，特别涉及一种半导体光电探测器。

背景技术：

1、光电探测器是一种将光信号转化为电信号的器件，如果探测器的有源材料对于所要探测波长的光的吸收系数低，则需要增加光吸收的长度，可以采用波导结构，如果波导没有足够长，则在光电探测器的末端，未被吸收的光会出射出去，而被浪费。

2、如果要使出射的光再反射进探测器中，被探测器吸收，一个重要的关键是出射的光必须要耦合到波导中，而且从反射波导光栅反射的光必须能够耦合回到探测器中，则在出射端需要精确设计一个光耦合器；但一般来说，从波导耦合到吸收区比较容易实现，而从吸收区出射的光要耦合到出射波导中则比较困难。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是提供一种半导体光电探测器，在探测器的尾端制备出射光耦合器，解决未被吸收的出射光耦合到波导中的难题，同时在波导中制备dbr反射镜，将光反射回探测器中被探测器再次吸收，从而提高光电探测器的响应度，在光电探测器材料吸收系数比较低的情况下，实现高灵敏的光探测。

2、本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

3、一种半导体光电探测器，包括衬底，衬底上设有波导下包层，波导下包层上设有光波导层，光波导层上沿信号光进入方向依次设有入射光耦合器、光吸收层、出射光耦合器和dbr反射镜，光吸收层吸收信号光，产生光生载流子，并在电场作用下输运到电极，输出电信号。

4、更进一步地，所述衬底为硅层，波导下包层为二氧化硅层。

5、更进一步地，光电探测器外表面有钝化层覆盖。

6、更进一步地，所述光波导层为硅层。

7、更进一步地，所述dbr反射镜包括光波导层上刻蚀出的光栅。

8、更进一步地，所述波导下包层厚度为2微米，光波导层厚度220nm。

9、更进一步地，所述光吸收层是锗、锗硅、锗量子点、锗锡、锗铅、锗锡铅中的一种异质结构材料层。

10、更进一步地，所述入射光耦合器和出射光耦合器皆包括锗层和锗层下方的硅层。

11、更进一步地，所述锗层为三维锥状，且外端小内端大。

12、综上所述，本实用新型具有以下有益效果：

13、利用出射光耦合器将没有吸收的光耦合进入波导中，被dbr反射镜反射后再经出射耦合器进入探测器的光吸收层，被吸收层吸收；在吸收层的吸收系数低的情况下实现光的充分吸收，获得高的响应度。

14、本实用新型的半导体光电探测器适合于在吸收系数低的情况实现高速高响应探测，解决了现有技术在吸收系数低的情况下难于同时实现高速和高响应探测的问题。

技术特征：

1.一种半导体光电探测器，其特征在于：包括衬底，衬底上设有波导下包层，波导下包层上设有光波导层，光波导层上沿信号光进入方向依次设有入射光耦合器、光吸收层、出射光耦合器和dbr反射镜，光吸收层吸收信号光，产生光生载流子，并在电场作用下输运到电极，输出电信号。

2.根据权利要求1所述的一种半导体光电探测器，其特征在于：所述衬底为硅层，波导下包层为二氧化硅层。

3.根据权利要求1或2所述的一种半导体光电探测器，其特征在于：光电探测器外表面有钝化层覆盖。

4.根据权利要求1或2所述的一种半导体光电探测器，其特征在于：所述光波导层为硅层。

5.根据权利要求4所述的一种半导体光电探测器，其特征在于：所述dbr反射镜包括光波导层上刻蚀出的光栅。

6.根据权利要求4所述的一种半导体光电探测器，其特征在于：所述波导下包层厚度为2微米，光波导层厚度220nm。

7.根据权利要求1所述的一种半导体光电探测器，其特征在于：所述光吸收层是锗、锗硅、锗量子点、锗锡、锗铅、锗锡铅中的一种异质结构材料层。

8.根据权利要求4所述的一种半导体光电探测器，其特征在于：所述入射光耦合器和出射光耦合器皆包括锗层和锗层下方的硅层。

9.根据权利要求8所述的一种半导体光电探测器，其特征在于：所述锗层为三维锥状，且外端小内端大。

技术总结
本技术公开了一种半导体光电探测器，涉及光通信与光传感技术领域，解决了在光电探测器材料吸收系数比较低的情况下，未被吸收的光会出射出去而被浪费的问题。包括衬底，衬底上设有波导下包层，波导下包层上设有光波导层，光波导层上沿信号光进入方向依次设有入射光耦合器、光吸收层、出射光耦合器和DBR反射镜，光吸收层吸收信号光，产生光生载流子，并在电场作用下输运到电极，输出电信号。在光电探测器材料吸收系数比较低的情况下，达到了实现高灵敏光探测的效果。

技术研发人员：郑志明,林智聪
受保护的技术使用者：江苏联格科技有限公司
技术研发日：20221219
技术公布日：2024/1/12