[发明专利]波导光电器件

说明书

一种包括肋形波导区域的波导光电器件，以及制造肋形波导区域的方法，所述肋形波导区域具有：基部，所述基部由第一材料形成；以及脊，所述脊从所述基部延伸，所述脊的至少一部分由不同于所述基部的所述材料的所选取半导体材料形成，其中所述硅基部包括位于所述脊的第一侧的第一平板区域和位于所述脊的第二侧的第二平板区域；并且其中：第一掺杂区域沿着所述第一平板区域并沿着所述脊的第一侧壁延伸，所述第一侧壁接触所述第一平板区域；并且第二掺杂区域沿着所述第二平板区域并沿着脊的第二侧壁延伸，所述第二侧壁接触所述第二平板区域。

技术领域

根据本发明的实施方案的一个或多个方面涉及一种光电器件，并且更具体地，涉及一种适合与硅肋形波导一起使用的光电器件。

背景技术

硅光子系统在硅基微电子技术上提供改进的能力早已得到公认。硅光子技术的进步巩固了此类系统的成功，并且特别是对于与硅光子系统兼容的更快、更高效的光学调制器和光电探测器的需求日益增长。已发现包括SiGe材料的电吸收调制器(EAM)提供现有技术高速性能，因为锗的存在给予优化器件更多自由。然而，就处理和制造来说，满足大型波导平台中基于SiGe的波导调制器的平板公差要求是具有挑战性的，特别是由于波导高度与平板厚度比率较大的事实。

发明内容

因此，本发明旨在通过根据实施方案的第一方面提供一种波导光电器件来解决上述问题，所述波导光电器件包括肋形波导区域，所述肋形波导区域具有：硅基部和从所述基部延伸的脊，所述脊的至少一部分由不同于所述基部的半导体材料形成；其中所述硅基部包括位于所述脊的第一侧的第一平板区域和位于所述脊的第二侧的第二平板区域；并且其中：第一掺杂区域沿着所述第一平板区域并沿着所述脊的第一侧壁延伸，所述第一侧壁接触所述第一平板区域；并且第二掺杂区域沿着所述第二平板区域并沿着脊的第二侧壁延伸，所述第二侧壁接触所述第二平板区域。所述光电器件可以是调制器或光电探测器。如果所述光电器件是调制器，则所述波导脊区域可称为波导调制脊区域。术语“肋”可与术语“脊”互换使用，其中通常可能意味的是，所述肋形波导器件的光学模式主要限制在所述波导的所述脊区域内。所述肋的部分可以是水平部分或水平层，即，所述肋的沿平行于所述平板的最上部表面的方向延伸的一部分。

所述脊的半导体材料可以是硅锗。然而，也可使用其他半导体材料，特别是III-V材料。还可设想的是，所述脊的材料可采用硅、锗或SiGe的金属合金的形式。例如，GeSn或SiGeSn允许在Si上生长。

以此方式，用于在半导体结上施加电压的平板触点可以是硅。通常，用于在波导器件上施加偏压的触点将由金属制成。由于硅的串联电阻低于其他材料(诸如SiGe)，因此接触点处的金属/硅界面将提供比例如在金属SiGe界面处所提供的更好的接触电阻。通过制造其中所述脊的至少一部分由与所述基部不同的材料形成的光电器件结构，所得结构维持与所选取脊材料相关联的优点，同时还享有硅基部层所提供的优点。

在本发明中，与所述平板由SiGe形成的情况相比，就处理而言满足硅平板公差要求更容易且更宽松。因此，本发明的结构提供与SiGe波导EAM相关联的优点，同时解决了上述平板公差要求的问题。

现在将陈述本发明的任选特征。这些特征可单独应用或以与本发明的任何方面的任何组合来应用。

任选地，所述波导电吸收调制器或光电二极管还包括：第一电触点，所述第一电触点位于所述硅基部的所述第一平板区域上；以及第二电触点，所述第二电触点位于所述硅基部的所述第二平板区域上。

任选地，所述第一掺杂区域是n掺杂的，而所述第二掺杂区域是p掺杂的。