[实用新型]一种光电探测器、光电集成电路及光通信系统

说明书

技术领域

本实用新型属于光电技术领域，尤其涉及一种光电探测器、光电集成电路及光通信系统。

背景技术

光电探测器是光通信、光互连和光电集成技术中关键的光电器件之一。信息技术向超大容量信息传输、超高密度信息存储等方向飞速发展，要求光电探测器具有更小的尺寸和更高的响应度。然而由于材料吸收系数小，为了获得高的响应度，器件的尺寸通常比较大。

实用新型内容

本实用新型实施例的目的在于提供一种光电探测器，旨在解决现有光电探测器尺寸偏大、响应度偏低的问题。

本实用新型实施例是这样实现的，一种光电探测器，其由场效应晶体管改制而成，包括衬底、于所述衬底边角处形成的源区和漏区、于所述衬底表面形成的栅区以及于所述源区和漏区表面形成的电极，所述栅区作为入射光的吸收区。

本实用新型实施例的另一目的在于提供一种光电集成电路，所述光电集成电路采用上述光电探测器。

本实用新型实施例的另一目的在于提供一种光通信系统，所述光通信系统包括上述光电探测器。

本实用新型实施例将场效应晶体管的栅区作为入射光的吸收区，将所述场效应晶体管的源极和漏极作为光电探测器的电极，从而将场效应晶体管改制成光电探测器。所述栅区吸收入射光时，于所述场效应晶体管的源区与漏区之间形成导电沟道，使所述场效应晶体管导通，于所述场效应晶体管的源极与漏极间产生光电流。由于场效应晶体管尺寸较小，具有内在增益，使其响应度较高，因而基于场效应晶体管结构的光电探测器尺寸较小，响应度较高，适用于各种光电集成电路及光通信系统。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的光电探测器的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的另一光电探测器的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型实施例将场效应晶体管的栅区作为入射光的吸收区，将所述场效应晶体管的源极和漏极作为光电探测器的电极，从而将场效应晶体管改制成光电探测器。所述栅区吸收入射光时，于所述场效应晶体管的源区与漏区之间形成导电沟道，使所述场效应晶体管导通，于所述场效应晶体管的源极与漏极间产生光电流。由于场效应晶体管尺寸较小，具有内在增益，使其响应度较高，因而基于场效应晶体管结构的光电探测器尺寸较小，响应度较高，适用于各种光电集成电路及光通信系统。

以下结合具体实施例对本实用新型的实现进行详细描述。

如图1、2所示，本实用新型实施例提供的光电探测器由场效应晶体管改制而成，将所述场效应晶体管的栅区30作为入射光的吸收区，将所述场效应晶体管的源极和漏极作为所述光电探测器的电极。所述栅区30吸收入射光时，于所述场效应晶体管的源区21与漏区22间形成导电沟道40，使所述场效应晶体管导通，于所述场效应晶体管的源极与漏极间产生光电流。由于场效应晶体管尺寸较小，具有内在增益，使其响应度较高，因而基于该场效应晶体管结构的光电探测器尺寸较小，响应度较高。

通常，所述场效应晶体管的栅区30及衬底由不同半导体材料制成，制作所述栅区30的材料的禁带宽度较所述衬底的小，且两者的价带带阶大于导带带阶。入射光照射至所述栅区30使其产生电子-空穴对，由于所述栅区30与衬底的价带带阶大而导带带阶小，所述栅区30内的电子自由地移至衬底，而空穴被限制在所述栅区30内并集中在栅区30的底部。因空穴带正电荷，吸引电子堆积在衬底表面，在衬底内形成导通源区21与漏区22的导电沟道40，这样大量电子从源区21移至漏区22，在电极上产生较大的光电流。入射光未照射至栅区30时，导电沟道40未能形成，源区21与漏区22间无法导通，电极上的暗电流很微弱。

上述衬底优选为Si衬底或SOI衬底，制作所述栅区30的材料优选为Ge。其中，SOI衬底14包括自下而上依次叠置的底层支撑层Si 11、埋层二氧化硅(SiO2)12以及顶层Si 13。于顶层Si 13的边角处形成源区21和漏区22，于衬底表面上形成栅区30，栅区30的材料为另一种半导体(如Ge)，于源区21和漏区22表面上分别形成金属电极51、52。入射光60水平照射至栅区30，栅区30吸收入射光60后，产生电子-空穴对，在顶层Si 13内形成导电沟道40，该导电沟道40导通源区21与漏区22，产生光电流，如图1所示。