[发明专利]垂直耦合型波分复用光信号接收共面光电探测器

权利要求书

1.一种垂直耦合型波分复用光信号接收共面光电探测器结构，其特征在于，包括p+欧姆接触电极(101)、n+欧姆接触电极(102)、p型掺杂插指区(103)、n型掺杂插指区(104)、本征吸收区(105)、衬底层(106)、二维耦合光栅区(107)，所述p型掺杂插指区(103)，n型掺杂插指区(104)是横向依次通过光刻离子注入在顶层硅中形成的掺杂区域，之间的间隙是本征吸收区(105)；所述p+欧姆接触电极(101)和n+欧姆接触电极(102)分别是对应溅射在两侧的p型掺杂插指区(103)，n型掺杂插指区(104)之上作为电极；所述二维耦合光栅区(107)，是在吸收材料区两侧电极中间部分在紫外光刻后采用干法刻蚀技术，在入射平面上与掺杂区条平行和垂直两个方向上周期不同的二维光栅结构；控制两个维度光栅的周期和刻蚀深度使得满足布拉格衍射条件，将垂直入射的光转变为水平方向；离子注入浓度峰值的深度要求大于光栅刻蚀深度1到60nm之间。

2.根据权利要求1所述的一种垂直耦合型波分复用光信号接收共面光电探测器结构，其特征在于：采用二维耦合光栅区作为入射面。

3.根据权利要求1所述的一种垂直耦合型波分复用光信号接收共面光电探测器结构，其特征在于：探测器的材料为：Si、Ge、Si、InGaAs、InP、AlGaAs、GaAs、GaN、Ga₂O₃、AlN或SiC材料体系。

4.根据权利要求1所述的一种垂直耦合型波分复用光信号接收共面光电探测器结构，其特征在于：衬底采用单个块材料，或采用掩埋绝缘层的多层材料。

5.根据权利要求1所述的一种垂直耦合型波分复用光信号接收共面光电探测器结构，其特征在于：探测波长范围为紫外、可见光或红外光波段。

6.根据权利要求1所述的一种垂直耦合型波分复用光信号接收共面光电探测器结构，其特征在于：适用于垂直入射多通道的满足波分复用的光信号接收设计。

7.根据权利要求1所述的一种垂直耦合型波分复用光信号接收共面光电探测器结构，其特征在于：能够使用CMOS工艺制作完成。

8.根据权利要求1所述的一种垂直耦合型波分复用光信号接收共面光电探测器结构，其特征在于：器件的工作模式是：零偏压无功耗模式、低偏压无倍增模式、高偏压雪崩线性倍增模式或雪崩击穿偏压下的Geiger模式。

9.根据权利要求1所述的一种垂直耦合型波分复用光信号接收共面光电探测器结构，其特征在于：光栅平面横、纵两个方向上的周期及占空比参数决定耦合吸收的光波长范围。