[发明专利]一种增益峰可调的锗硅光电探测器

说明书

本申请涉及一种增益峰可调的锗硅光电探测器，所述锗硅光电探测器自下而上包括：硅衬底层，埋氧层，硅波导层，锗有源层和绝缘覆盖层，所述锗硅光电探测器还包括布置在所述锗有源层上的可调的带宽增益组件。本发明提供的具有可调的带宽增益组件的锗硅光电探测器，通过可调的带宽增益组件能够弥补由于锗硅光电探测器不同个体间的差异性引起的带宽增益的差异性问题，实现了针对每一个锗硅光电探测器的最佳带宽增益。

技术领域

本发明涉及光通信领域，更具体地涉及一种增益峰可调的锗硅光电探测器。

背景技术

在半导体光电探测器中，光电探测器暴露于光源时经由探测材料吸收光能并转换成电子信号而输出电流，可通过该原理用于光通讯及光探测领域。

硅基光子技术是近年来得到业界广泛认可的产业方向，基于硅光子工艺的锗硅光电探测器也获得了快速的发展。锗硅光电探测器的带宽极大地受限于锗硅光电探测器的寄生电容。从设计上来说，寄生电容是不期望的，它是光电探测器的固有性质。为消除寄生电容的影响并提升锗硅光电探测器的带宽，近期新出现的技术方法是在硅光芯片上集成电感，即利用金属导线形成电感，和寄生电容相互配合，以形成带宽增益峰，从而提高锗硅光电探测器的3dB带宽。

然而，目前在该技术方法中，集成至光电探测器中的金属导线在制作完成后，其电感值就固定下来不再变化。由于制做工艺问题，光电探测器的本征特性在不同个体间存在着一定的差异，从而使得每个光电探测器所需要的带宽增益峰值也存在差异。

发明内容

为此，本发明提出了一种新的结构的硅锗光电探测器，该硅锗光电探测器中集成了可调的带宽增益组件，从而通过该组件可对增益峰值进行调节，使得锗硅光电探测器具有最佳的带宽增益。

具体而言，本发明的技术方案如下：

本发明提供一种增益峰可调的锗硅光电探测器，所述锗硅光电探测器自下而上包括：硅衬底层，埋氧层，硅波导层，锗有源层和绝缘覆盖层，其特征在于，所述锗硅光电探测器还包括布置在所述锗有源层上的可调的带宽增益组件。

进一步地，所述可调的带宽增益组件包括间隔预定距离的石墨烯信号导线和控制电极，并且所述控制电极配置为对所述石墨烯信号导线施加电压，以实现可调的匹配电感。

根据一个实施方式，所述石墨烯信号导线与所述锗有源层直接接触。

根据一个实施方式，所述石墨烯信号导线具有折返的U形形状或回形形状。

根据一个实施方式，所述墨烯信号导线可以使用转移的方法与锗硅光电探测器集成。

根据一个实施方式，所述控制电极位于所述石墨烯信号导线正上方，并且与所述石墨烯信号导线具有相同的走向。

根据一个实施方式，所述硅波导层具有模斑转换结构。

根据一个实施方式，所述锗硅光电探测器还包括位于最外层的保护层。

本发明提供的具有可调的带宽增益组件的锗硅光电探测器，通过可调的带宽增益组件能够弥补由于锗硅光电探测器不同个体间的差异性带来的带宽增益参数的差异性问题，实现了针对每一个锗硅光电探测器的最佳带宽增益。

附图说明

图1是本发明实施例中增益峰可调的带宽增强型锗硅光电探测器的轴测图；和

图2是本发明实施例中增益峰可调的带宽增强型锗硅光电探测器的侧视图。

附图标记：硅衬底层：100，110：埋氧层，120：硅波导层，130：锗有源层，140a，140b：绝缘覆盖层，150：可调的带宽增益组件，1501：石墨烯信号导线，1502：控制电极。

具体实施方式