[发明专利]检测器再调制器

说明书

一种包括绝缘体上硅(SOI)波导平台的检测器再调制器，所述SOI波导平台包括：耦合到第一输入波导的检测器；耦合到第二输入波导和输出波导的调制器；以及将所述检测器连接到所述调制器的电路；其中所述检测器、调制器、第二输入波导和输出波导被布置在彼此相同的水平面内；以及其中所述调制器包括调制波导区域，在所述调制波导区域处，半导体结被设置成水平跨过所述波导。

发明领域

本发明涉及一种检测器再调制器，确切地说，涉及一种包括绝缘体上硅(SOI)波导平台的检测器再调制器。

发明背景

在光通信和光交换中，已知信号可以从第一通道或波长的第一光信号调换成第二通道或波长的第二光信号。

检测器再调制器可以用来将第一光信号转换成第二光信号，并且涉及第一信号的检测，其中第一(已调)信号被转换成电信号，随后由(已调)电信号对第二(未调)波长/通道的光进行调制。尽管在电域中，例如，信号可以有利地经过放大、整形、重新定时和滤波中的一个或多个的处理，以便将待应用的干净信号提供给第二波长/通道。然而，当前在本领域中，为了在高数据速率下以低噪声对电信号进行放大和滤波，电路必须包含在单独的电子芯片中，从而需要封装和安装，进而增加尺寸和成本并且降低功率效率。

在US6,680,791中，集成芯片具有放置在一起的光检测器和调制器，从而检测器部分和调制器部分之间的电连接较短并且电阻率低。然而，由于二极管电容和薄膜电阻限制，此结构预测最大只有10Gb/s的数据速度[O·费达纳(O.Fidaner)等人，《光学快报》第14期，第361到368页(2006)]。

US6,349,106描述一种可调谐激光器，该可调谐激光器由带有来源于第一光波长的信号的电路驱动。然而，由于它包括III-V族材料光子集成电路，并且涉及使用外延异质结构和垂直p-i-n二极管结构，因此，它的设计不可弯曲，并且因而不足够用于涉及增加切换速度、减少延迟、减少功耗以及需要更低成本和高产可制造性的新应用。具体而言，由于包括构建在半导体芯片上的调制器的半导体装置由在顶部表面上的触点与覆盖芯片的底板或下侧的全部或大部分的触点之间完成的电路驱动，因此，装置的电容无法容易被构建到结构中的设计特征控制，诸如，掺杂区域和金属触点。

发明内容

本发明的目的在于通过根据第一方面提供一种检测器再调制器来解决这些问题，所述检测器再调制器包括绝缘体上硅(SOI)波导平台，所述SOI波导平台包括：耦合到第一输入波导的检测器；耦合到第二输入波导和输出波导的调制器；以及将所述检测器连接到所述调制器的电路；其中所述检测器、调制器、第二输入波导和输出波导被布置在彼此相同的水平面内；以及其中所述调制器包括调制波导区域，在所述调制波导区域处，半导体结被设置成水平跨过所述波导。

所述调制区域可以是相位调制区域或振幅调制区域。

所述水平面应被理解成与底板表面的平面平行的任何平面。所述半导体结应被理解成对应于具有不同半导体费米能的不同区域之间的任何一个结或任何数量的结，从而形成光电子区域。所述半导体结可以或可以不包括本征区域。

所述半导体结是水平的，因为所述结由处于(和/或延伸到)所述波导的一侧的第一掺杂区域和处于(和/或延伸到)所述波导的相对侧的第二掺杂区域形成。因此，所述半导体结的所有掺杂区域沿着由所述检测器、调制器、第二输入和输出波导界定的所述水平面。

所述检测器再调制器的平面布置，且具体而言，水平结使得能够增加设计和制造的灵活性，因为处于波导的任一侧而不是波导上方或下方的掺杂部分的位置导致它们的尺寸和形状具有更大的自由度。

水平结配置还使得能够容易接近结区域中的每个。在所述结包括两个掺杂区域之间的本征区域(或第三掺杂区域)的情况下，这尤其有用，因为它使得对应于三个区域中的每个区域的电极能够放置在相应区域的顶部上。