[发明专利]一种具有电容结构的光电器件

说明书

本发明公开一种具有电容结构的光电器件，包括衬底层、外延层、光电转换单元、第一电极、第二电极和第三电极。外延层设置于衬底层上。光电转换单元设置于外延层之中，能接收光信号产生电信号，或者根据接收的电信号对光信号进行调制。第一电极、第二电极和第三电极均设置于外延层之中。第一电极和第二电极分别连接于光电转换单元的两极。第三电极与第二电极平行以构造成平行板电容器；第一电极还接地。对第一电极和第二电极端加直流偏置电压。通过射入光使第一电极和第二电极之间产生高频电信号，或者通过第一电极和第三电极施加高频电信号。由于平行板电容器的通高频阻低频的作用，可以减小低频段电信号，保持高频段电信号，从而提高频带宽度。

技术领域

本发明涉及光电信息中的光电处理器件技术领域，具体涉及一种具有电容结构的光电器件。

背景技术

近年来，随着物联网的迅猛发展，光纤通信系统作为物联网的重要依托，其发展受到更多的重视。在长途骨干网领域，随着光传输技术的发展和成熟，世界范围内出现了干线传输网络的建设热潮，传输带宽、传输容量快速发展。

随着光纤通信系统的发展，光器件的发展也同样面临着机遇和挑战，如何开发出性能优良、价格低廉的光器件已经成为人们所面临的首要问题。光电子器件具有易于集成、工艺成本低等优点，近些年来引起研究人员的广泛关注。硅(Si)材料作为微电子领域的传统材料，在加工工艺和制作成本上有着其他材料无可比拟的优势，硅基光电子集成技术应运而生。

例如，作为光电集成技术中的重要的代表元件之一的光电探测器，它的作用就是把入射的光信号转换为电信号，以便后续的信号处理电路进行分析。

再例如，作为硅基光电集成技术中的另一重要的代表元件之一的电光调制器，它的作用是把电信号转换为光信号进行传输。

发明内容

光电器件经过十几年的发展，在结构上不断优化，性能进一步提高，但仍存在带宽较低，从而影响了工作速率的问题。为此，本发明提出了一种具有电容结构的光电器件，包括

衬底层；

外延层，设置于所述衬底层上；

光电转换单元，设置于所述外延层之中，能接收光信号产生电信号，或者根据接收的电信号对光信号进行调制；

第一电极、第二电极和第三电极，均设置于所述外延层之中；所述第一电极和所述第二电极分别连接于所述光电转换单元的两极；所述第三电极与所述第二电极平行以构造成平行板电容器；所述第一电极还接地。

优选的，所述光电转换单元为PIN结构、MSM结构或者雪崩结构。

优选的，所述光电转换单元为PIN结构，包括依次叠加的第一p型半导体层、本征层和第一n型半导体层；所述第一电极连接于所述第一n型半导体层，所述第二电极连接于所述第一p型半导体层。

优选的，所述第一p型半导体层为p型锗层，所述本征层为本征锗层，所述第一n型半导体层为n型硅层。

优选的，所述光电转换单元为MSM结构，包括依次叠加的第一金属层、半导体层和第二金属层，所述第一电极连接于所述第一金属层，所述第二电极连接于所述第二金属层。

优选的，所述光电转换单元为雪崩结构，所述雪崩结构的两极分别为第二p型半导体层和第二n型半导体层，所述第一电极连接于所述第二n型半导体层，所述第二电极连接于所述第二p型半导体层。

优选的，所述衬底层的材质为硅，所述外延层的材质为二氧化硅。

优选的，所述光电器件为光电探测器，所述光电转换单元为光吸收单元。

优选的，所述光电器件为电光调制器，所述光电转换单元为光调制单元。