本發(fā)明公開了一種倒錐型大功率硅鍺光電探測器及提高入射光功率的方法，涉及光通信集成器件領(lǐng)域。該探測器包括入射波導(dǎo)、第一重?fù)诫s區(qū)、第二重?fù)诫s區(qū)、第一輕摻雜區(qū)、第二輕摻雜區(qū)、鍺波導(dǎo)、本征區(qū)，光從入射波導(dǎo)入射，所述第一重?fù)诫s區(qū)、第二重?fù)诫s區(qū)、第一輕摻雜區(qū)、第二輕摻雜區(qū)、本征區(qū)組成有兩層臺階的單脊波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，第一輕摻雜區(qū)、第二輕摻雜區(qū)、本征區(qū)的橫截面圍成梯形，在梯形與入射波導(dǎo)連接處，梯形寬度與入射波導(dǎo)寬度相等，梯形沿著光傳播方向?qū)挾扔蓪捵冋?；鍺波導(dǎo)的橫截面為梯形，寬度沿著光傳播方向由窄變寬；本征區(qū)的橫截面為梯形，寬度沿著光傳播方向由寬變窄。本發(fā)明能夠有效提高硅鍺光電探測器的入射光功率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光通信集成器件領(lǐng)域，具體是涉及一種倒錐型大功率硅鍺光電探測器及提高入射光功率的方法。

背景技術(shù)

硅鍺光電探測器制作在SOI(Silicon-On-Insulator，絕緣襯底上的硅)晶圓上，具有與硅基光電子工藝兼容、集成度高的優(yōu)點(diǎn)。目前，傳統(tǒng)硅鍺光電探測器主要用于探測功率低于5dBm的光，當(dāng)光功率高于5dBm時，器件出現(xiàn)飽和甚至燒毀的現(xiàn)象。對于微波光子學(xué)應(yīng)用，需要探測的光功率大于5dBm，從而提高光-微波轉(zhuǎn)換效率，減少對微波放大器的需求，降低成本，因此有必要研究一種高功率的硅鍺光電探測器。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了克服上述背景技術(shù)的不足，提供一種倒錐型大功率硅鍺光電探測器及提高入射光功率的方法，能夠有效提高硅鍺光電探測器的入射光功率。

本發(fā)明提供一種倒錐型大功率硅鍺光電探測器，制作在SOI晶圓上，該探測器包括入射波導(dǎo)、第一重?fù)诫s區(qū)、第二重?fù)诫s區(qū)、第一輕摻雜區(qū)、第二輕摻雜區(qū)、鍺波導(dǎo)、本征區(qū)，光從入射波導(dǎo)入射，所述第一重?fù)诫s區(qū)、第二重?fù)诫s區(qū)、第一輕摻雜區(qū)、第二輕摻雜區(qū)、本征區(qū)組成有兩層臺階的單脊波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，第一輕摻雜區(qū)、第二輕摻雜區(qū)、本征區(qū)的橫截面圍成梯形，在梯形與入射波導(dǎo)連接處，梯形寬度與入射波導(dǎo)寬度相等，梯形沿著光傳播方向?qū)挾扔蓪捵冋?；鍺波導(dǎo)的橫截面為梯形，寬度沿著光傳播方向由窄變寬；本征區(qū)的橫截面為梯形，寬度沿著光傳播方向由寬變窄。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述第一輕摻雜區(qū)和第二輕摻雜區(qū)之間有本征區(qū)，第一輕摻雜區(qū)、第二輕摻雜區(qū)、本征區(qū)均在鍺波導(dǎo)下方，且均與鍺波導(dǎo)接觸，第一重?fù)诫s區(qū)與第一輕摻雜區(qū)接觸，第二重?fù)诫s區(qū)與第二輕摻雜區(qū)接觸。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述入射波導(dǎo)的縱截面為有兩層臺階的單脊波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，其中，下層臺階的高度為h₁，上層臺階的高度為h₂。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述第一重?fù)诫s區(qū)、第二重?fù)诫s區(qū)的高度為h₁。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述第一輕摻雜區(qū)、第二輕摻雜區(qū)、本征區(qū)的高度為h₁+h₂。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述入射波導(dǎo)、第一重?fù)诫s區(qū)、第二重?fù)诫s區(qū)、第一輕摻雜區(qū)、第二輕摻雜區(qū)、本征區(qū)的材料均為硅。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述第一重?fù)诫s區(qū)的摻雜類型與第二重?fù)诫s區(qū)的摻雜類型相反；第一輕摻雜區(qū)的摻雜類型與第一重?fù)诫s區(qū)摻雜類型相同；第二輕摻雜區(qū)的摻雜類型與第二重?fù)诫s區(qū)的摻雜類型相同。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述第一輕摻雜區(qū)的摻雜濃度d₅比第一重?fù)诫s區(qū)的摻雜濃度d₃低，10＜d₃/d₅＜10³。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述第二輕摻雜區(qū)的摻雜濃度d₆比第二重?fù)诫s區(qū)的摻雜濃度d₄低，10＜d₄/d₆＜10³。

本發(fā)明還提供一種應(yīng)用于上述倒錐型大功率硅鍺光電探測器的提高入射光功率的方法，包括以下步驟：