[实用新型]一种光探测器

说明书

本实用新型公开了一种光探测器。该光探测器，包括：衬底，以及沿入射光传播方向依次同层设置在所述衬底上的无源波导区、吸收区和反射光栅区；无源波导区用于将光耦合至所述吸收区，反射光栅区用于将未被所述吸收区吸收的光反射回所述吸收区，通过本实用新型的光探测器，利用反射光栅区将未被吸收区吸收的光信号反射到吸收区，进行二次吸收，提高光探测器对光信号的吸收能力，从而能够实现光探测器对光信号的高响应度。

技术领域

本实用新型涉及光电集成技术领域，具体涉及一种光探测器。

背景技术

在硅光系统中，锗探测器的研制一直以来是一个技术难点。目前在SOI衬底上外延锗的技术已被广泛研究，研究者们提出不同的工艺技术和器件结构，以期实现高带宽高响应度的PD。但锗是间接带隙材料，对1550nm波长的光吸收系数较小，而InGaAs材料吸收系数约为8000cm^-1，通过在锗材料生长时引入拉应力可将吸收系数增加到4000cm^-1，但仍显著低于InGaAs材料的吸收系数。因此锗探测器对1550nm波长的光响应度就比较低。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例提供了一种光探测器，以解决锗探测器对1550nm波长的光响应度低的问题。

根据第一方面，本实用新型实施例提供了一种光探测器，包括：衬底，以及沿光传播方向依次同层设置在所述衬底上的无源波导区、吸收区和反射光栅区；所述无源波导区用于将所述入射光耦合至所述吸收区；所述反射光栅区用于将未被所述吸收区吸收的光反射回所述吸收区。

结合第一方面，在第一方面第一实施方式中，所述反射光栅区包括：周期性排布的硅层和氧化硅层。

结合第一方面，在第一方面第二实施方式中，所述反射光栅结构的光栅占空比为50％。

结合第一方面第一实施方式，在第一方面第三实施方式中，所述反射光栅结构的排布周期为0.3-0.4μm。

结合第一方面第一实施方式，在第一方面第四实施方式中，所述无源波导区接收所述入射光的一端的端面面积小于与所述吸收区耦合的一端的端面面积。

结合第一方面第四实施方式，在第一方面第五实施方式中，所述无源波导区与所述吸收区耦合的一端的端面与所述吸收区被所述无源波导区耦合的一端的端面重合，所述吸收区与所述反射光栅区耦合的一端与所述反射光栅区被所述吸收区耦合的一端的端面重合。

结合第一方面，在第一方面第六实施方式中，所述吸收区的材料包括锗，所述吸收区沿所述入射光传播方向的长度为10-15μm，所述吸收区在水平垂直于所述入射光传播方向的长度为1-4μm，所述吸收区在竖直垂直于所述入射光传播方向的长度为0.1-0.3μm。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：利用反射光栅将吸收区未被吸收的光反射回去，进行二次吸收。从而提高锗探测器对光信号的响应度，并且该光探测器的工艺难度小，尺寸小，易于大规模集成。

附图说明

通过参考附图会更加清楚的理解本实用新型的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本实用新型进行任何限制，在附图中：

图1示出了本实用新型实施例中的光探测器的结构示意图；

图2示出了本实用新型实施例中的光探测器制作方法的流程框图；

图3示出了本实用新型实施例中的光探测器制作方法的SOI衬底结构图；

图4示出了本实用新型实施例中的光探测器制作方法的光探测器的部分结构正视图；

图5示出了本实用新型实施例中的光探测器制作方法的光探测器的部分结构正视图；

图6示出了本实用新型实施例中的光探测器制作方法的光探测器的部分结构正视图；