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[發(fā)明專利]倒錐型大功率硅鍺光電探測(cè)器及提高入射光功率的方法有效

專利信息
申請(qǐng)?zhí)枺?/td> 201611156831.3 申請(qǐng)日: 2016-12-15
公開(kāi)(公告)號(hào): CN106784072B 公開(kāi)(公告)日: 2019-02-26
發(fā)明(設(shè)計(jì))人: 王磊;肖希;陳代高;李淼峰 申請(qǐng)(專利權(quán))人: 武漢郵電科學(xué)研究院
主分類(lèi)號(hào): H01L31/0352 分類(lèi)號(hào): H01L31/0352;H01L31/028;H01L31/105
代理公司: 北京捷誠(chéng)信通專利事務(wù)所(普通合伙) 11221 代理人: 王衛(wèi)東
地址: 430074 湖*** 國(guó)省代碼: 湖北;42
權(quán)利要求書(shū): 查看更多 說(shuō)明書(shū): 查看更多
摘要:
搜索關(guān)鍵詞: 倒錐型 大功率 光電 探測(cè)器 提高 入射 功率 方法
【權(quán)利要求書(shū)】:

1.一種倒錐型大功率硅鍺光電探測(cè)器,制作在SOI晶圓(1)上,其特征在于:該探測(cè)器包括入射波導(dǎo)(2)、第一重?fù)诫s區(qū)(3)、第二重?fù)诫s區(qū)(4)、第一輕摻雜區(qū)(5)、第二輕摻雜區(qū)(6)、鍺波導(dǎo)(7)、本征區(qū)(8),光從入射波導(dǎo)(2)入射,所述第一重?fù)诫s區(qū)(3)、第二重?fù)诫s區(qū)(4)、第一輕摻雜區(qū)(5)、第二輕摻雜區(qū)(6)、本征區(qū)(8)組成有兩層臺(tái)階的單脊波導(dǎo)結(jié)構(gòu),第一輕摻雜區(qū)(5)、第二輕摻雜區(qū)(6)、本征區(qū)(8)的橫截面圍成梯形,在梯形與入射波導(dǎo)(2)連接處,梯形寬度與入射波導(dǎo)(2)寬度相等,梯形沿著光傳播方向?qū)挾扔蓪捵冋绘N波導(dǎo)(7)的橫截面為梯形,寬度沿著光傳播方向由窄變寬;本征區(qū)(8)的橫截面為梯形,寬度沿著光傳播方向由寬變窄;

所述入射波導(dǎo)(2)的縱截面為有兩層臺(tái)階的單脊波導(dǎo)結(jié)構(gòu),其中,下層臺(tái)階的高度為h1,上層臺(tái)階的高度為h2,所述第一重?fù)诫s區(qū)(3)、第二重?fù)诫s區(qū)(4)的高度為h1,所述第一輕摻雜區(qū)(5)、第二輕摻雜區(qū)(6)、本征區(qū)(8)的高度為h1+h2。

2.如權(quán)利要求1所述的倒錐型大功率硅鍺光電探測(cè)器,其特征在于:所述第一輕摻雜區(qū)(5)和第二輕摻雜區(qū)(6)之間有本征區(qū)(8),第一輕摻雜區(qū)(5)、第二輕摻雜區(qū)(6)、本征區(qū)(8)均在鍺波導(dǎo)(7)下方,且均與鍺波導(dǎo)(7)接觸,第一重?fù)诫s區(qū)(3)與第一輕摻雜區(qū)(5)接觸,第二重?fù)诫s區(qū)(4)與第二輕摻雜區(qū)(6)接觸。

3.如權(quán)利要求1所述的倒錐型大功率硅鍺光電探測(cè)器,其特征在于:所述入射波導(dǎo)(2)、第一重?fù)诫s區(qū)(3)、第二重?fù)诫s區(qū)(4)、第一輕摻雜區(qū)(5)、第二輕摻雜區(qū)(6)、本征區(qū)(8)的材料均為硅。

4.如權(quán)利要求1所述的倒錐型大功率硅鍺光電探測(cè)器,其特征在于:所述第一重?fù)诫s區(qū)(3)的摻雜類(lèi)型與第二重?fù)诫s區(qū)(4)的摻雜類(lèi)型相反;第一輕摻雜區(qū)(5)的摻雜類(lèi)型與第一重?fù)诫s區(qū)(3)摻雜類(lèi)型相同;第二輕摻雜區(qū)(6)的摻雜類(lèi)型與第二重?fù)诫s區(qū)(4)的摻雜類(lèi)型相同。

5.如權(quán)利要求1所述的倒錐型大功率硅鍺光電探測(cè)器,其特征在于:所述第一輕摻雜區(qū)(5)的摻雜濃度d5比第一重?fù)诫s區(qū)(3)的摻雜濃度d3低,10<d3/d5<103

6.如權(quán)利要求1所述的倒錐型大功率硅鍺光電探測(cè)器,其特征在于:所述第二輕摻雜區(qū)(6)的摻雜濃度d6比第二重?fù)诫s區(qū)(4)的摻雜濃度d4低,10<d4/d6<103

7.一種應(yīng)用于權(quán)利要求1所述倒錐型大功率硅鍺光電探測(cè)器的提高入射光功率的方法,其特征在于,包括以下步驟:

光從入射波導(dǎo)(2)入射后,進(jìn)入第一重?fù)诫s區(qū)(3)、第二重?fù)诫s區(qū)(4)、第一輕摻雜區(qū)(5)、第二輕摻雜區(qū)(6)、本征區(qū)(8)組成的單脊波導(dǎo)結(jié)構(gòu),光功率主要集中在第一輕摻雜區(qū)(5)、第二輕摻雜區(qū)(6)和本征區(qū)(8)形成的范圍內(nèi),由于第一輕摻雜區(qū)(5)、第二輕摻雜區(qū)(6)、本征區(qū)(8)在光傳播方向上是由寬變窄的梯形結(jié)構(gòu),而鍺波導(dǎo)(7)在光傳播方向上是由窄變寬的梯形結(jié)構(gòu),在光功率的傳播的途中,緩慢而逐漸從第一輕摻雜區(qū)(5)、第二輕摻雜區(qū)(6)和本征區(qū)(8)形成的范圍耦合進(jìn)入鍺波導(dǎo)(7),因此,在光傳播的途中,光功率逐漸的被鍺波導(dǎo)(7)吸收,提高硅鍺光電探測(cè)器的入射光功率。

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