[发明专利]硅上锗中的光电探测器

权利要求书

1、一种光电探测器结构(1、1′、1″)，包括：

硅基波导(2)，其中待探测的光信号在给定方向(X)上传输，并被限制在其中；

锗层(4)，设置在所述硅基波导(2)的一部分上，使得在所述波导(2)中传输的光信号的逐渐消失的尾部耦合入所述锗层(4)中，所述锗层(4)包括台面(10)，所述台面(10)具有沿信号传输方向(X)的长度(L)和沿基本上垂直于所述传输方向(X)的方向(Z)的宽度(W)，其中所述台面(10)的宽度(W)小于它的长度(L)；

第一(7)和第二金属接触件(9a、9b)，所述第一金属接触件(7)位于所述锗层(4)上，而所述第二金属接触件(9a、9b)位于所述硅基波导(2)上，所述第一和第二接触件用于收集由光吸收产生的电子以获得输出电信号。

2、根据权利要求1的光电探测器结构(1、1′、1″)，其中所述锗层(4)是多晶锗层。

3、根据权利要求1或2的光电探测器结构(1、1′、1″)，其中所述锗层(4)被置于直接与所述硅基波导(2)的一部分接触的位置上。

4、根据前述任意一项权利要求的光电探测器结构(1、1′、1″)，其中所述第一金属接触件(7)包括位于所述硅基波导(2)顶部的金属条(15)。

5、根据权利要求4的光电探测器结构(1、1′、1″)，其中所述第一接触件(7)的金属条(15)平行于所述传输方向(X)设置，并且沿所述传输方向具有基本上等于所述锗台面(10)的长度(L)的长度。

6、根据权利要求2-6中的任意一项的光电探测器结构(1、1′、1″)，其中所述锗台面(10)的长度(L)的范围是10μm≤L≤2000μm。

7、根据权利要求6的光电探测器结构(1、1′、1″)，  其中所述锗台面(10)的长度(L)范围是400μm≤L≤1000μm。

8、根据前述任意一项权利要求的光电探测器结构(1、1′、1″)，其中所述第二金属接触件(9a、9b)包括位于所述硅基波导(2)顶部的金属条(9a；9b)。

9、根据前述任意一项权利要求的光电探测器结构(1、1′、1″)，其中所述第二金属接触件(9a、9b)包括位于所述硅基波导(2)顶部并且相对于所述锗层(4)对称设置的两个金属条(9a、9b)。

10、根据前述任意一项权利要求的光电探测器结构(1、1′、1″)，包括层(8)，并且其中所述硅基波导(2)位于实现在衬底(3)上的所述层(8)的顶部，所述波导(2)、所述层(8)和所述衬底(3)形成绝缘体上硅(SOI)结构。

11、根据权利要求10的光电探测器结构(1、1′、1″)，其中所述层(8)是SiO₂层。

12、根据权利要求10或11的光电探测器结构(1、1′、1″)，其中所述衬底(3)包括硅。

13、根据前述任意一项权利要求的光电探测器结构(1、1′、1″)，其中所述硅基波导(2)为n型。

14、根据前述任意一项权利要求的光电探测器结构(1、1′、1″)，其中所述锗层(4)为p型。

15、根据前述任意一项权利要求的光电探测器结构(1、1′、1″)，其中所述硅基波导(2)的厚度的范围是2-3μm。

16、根据权利要求2-15中的任意一项的光电探测器结构(1、1′、1″)，  其中所述锗台面(10)的宽度(W)的范围是10μm≤W≤50μm。

17、根据权利要求4-16中的任意一项的光电探测器结构(1)，其中所述第一接触件(7)的金属条(15)的宽度基本上等于所述多晶锗层(4)的宽度(W)。

18、根据权利要求2-17中的任意一项的光电探测器结构(1)，其中所述锗台面(10)的厚度(T)的范围是100nm≤T≤160nm。

19、根据权利要求4-18中的任意一项的光电探测器结构(1、1′、1″)，其中所述第一接触件(7)的所述金属条(15)的宽度小于所述锗层(4)的宽度(W)。