一种红外光模块制造技术

本实用新型专利技术涉及一种红外光模块，包括：红外发光源、接收器、集成芯片和光接口；其中，集成芯片分别与红外发光源和接收器相连接；红外发光源和接收器分别与光接口相连接。本实用新型专利技术提供的红外光模块采用横向波导型结构PiN，降低了光模块的功耗和生产成本。

An infrared module

The utility model relates to an infrared light module, which comprises an infrared light source, a receiver, an integrated chip and an optical interface, wherein the integrated chip is respectively connected with an infrared light source and a receiver, and the infrared light source and a receiver are respectively connected with an optical interface. The infrared optical module provided by the utility model adopts a transverse waveguide structure PiN, thereby reducing the power consumption and production cost of the optical module.

【技术实现步骤摘要】
一种红外光模块
本技术涉及光通信
，尤其涉及一种红外光模块。
技术介绍
目前在国家宽带中国战略政策下，国内三大电信运营商加快光网城市建设的步伐，我国光通信产业呈现出高速增长态势；随着市场的持续升温，光器件产业投资不断扩大，国内涌现出一大批光器件企业。国家对光通信产业加大扶持，企业投入研发比重上升，这无疑是有利于产业长期发展的。在三网融合的大前提下，光器件投资成本占比不断上升。随着越发成熟的光网络建设，各大设备商、原料商、器件商逐鹿光通信产业，从而加剧了光通信产业链的商业化技术性竞争。其中，光模块作为光纤通信系统的核心部件，在当前世界范围内对其的海量需求，但随着光模块需求的增加，现有光模块的制造成本高和光模块的功耗高等问题也越来越突出。然而，目前由于光模块中发光源的限制，降低光模块的成本和减小功耗变的尤为艰难。因此如何选择发光源和提高发光源的发光效率进而降低功耗就变得极其重要。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本技术提供了一种红外光模块，包括：红外发光源、接收器、集成芯片和光接口；其中，所述集成芯片分别与所述红外发光源和所述接收器相连接；所述红外发光源和所述接收器分别与所述光接口相连接；所述红外发光源中设置有红外发光二极管；所述红外发光二极管包括：SOI衬底、Ge外延层、脊形横向的PiN结构和金属电极；所述Ge外延层设置于所述SOI衬底的表面的中心位置处；所述PiN结构设置于所述SOI衬底和所述Ge外延层的表面；所述金属电极设置于所述脊形横向的PiN结构两侧的位置处，且电连接至所述红外发光源的管脚处。在本技术的一个实施例中，所述集成芯片包括驱动器、放大器和处理器，所述驱动器、所述放大器均电连接至所述处理器。在本技术的一个实施例中，所述驱动器电连接至所述红外发光源。在本技术的一个实施例中，所述接收器电连接至所述放大器。在本技术的一个实施例中，所述红外发光源的负端连接所述集成芯片，所述红外发光源的正端连接直流电源。与现有技术相比，本技术具有以下有益效果：本技术的红外光模块，采用横向波导型结构PiN，从结构上提高红外发光二极管的发光效率。附图说明为了清楚说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍。下面描述中的附图是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1为本技术实施例提供的一种红外光模块的结构示意图；图2为本技术实施例提供的一种集成芯片的结构示意图；图3为本技术实施例提供的一种红外发光二极管的结构示意图；具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。下面结合具体实施例对本技术做进一步详细的描述，但本技术的实施方式不限于此。实施例一请参见图1，图1为本技术实施例提供的一种红外光模块的结构示意图，所述光模块1包括：红外发光源11、接收器12、集成芯片13和光接口14；其中，所述集成芯片分别与所述红外发光源和所述接收器相连接；所述红外发光源和所述接收器分别与所述光接口相连接。进一步地，请参见图2，图2为本技术实施例提供的一种集成芯片的结构示意图，所述集成芯片13包括处理器131、驱动器132和放大器133，所述驱动器132、所述放大器133均电连接至所述处理器131。优选地，所述驱动器132电连接至所述红外发光源11，用于驱动所述红外发光源11发光并控制所述红外发光源11的电压来改变发光强弱，以实现将数据信号转变成光信号。进一步地，所述接收器12电连接至所述放大器133，用于将接收到的光信号转换成电信号，通过其输出端传输至所述放大器。优选地，所述红外发光源11的负端连接所述集成芯片13，所述红外发光源11的正端连接直流电源。优选地，在所述红外发光源11中设置有红外发光二极管。其中，所述红外发光二极管包括：SOI衬底、Ge外延层、脊形横向的PiN结构和金属电极；其中，所述Ge外延层设置于所述SOI衬底的表面的中心位置处；所述PiN结构设置于所述SOI衬底和所述Ge外延层的表面；所述金属电极设置于所述脊形横向的PiN结构两侧的位置处，且电连接至所述红外光源11的管脚处。进一步地，所述PiN结构包括：GeSn层、N型Ge区域和P型Ge区域。优选地，所述金属电极包括正电极和负电极；其中，所述正电极设置于P型Ge区域的上表面；所述负电极设置于N型Ge区域的上表面。优选地，所述红外发光二极管还包括钝化层，所述钝化层设置于所述PiN结构的上表面，用于隔离所述正电极及所述负电极。本实施例提供的红外光模块，较现有技术中的光模块功耗更小、成本更低。实施例二请参照图3，图3为本技术实施例提供的一种红外发光二极管的结构示意图。本实施例在上述实施例的基础上，重点对红外发光二极管的结构进行详细介绍。具体地，该发光二极管20包括：SOI衬底201；Ge外延层202，设置于SOI衬底201的上表面；GeSn层203，设置于Ge外延层202的上表面的中间位置处；N型Ge区域204，位于Ge外延层202一侧；P型Ge区域205，位于Ge外延层202另一侧；P型Ge区域205、GeSn层203和N型Ge区域204形成脊形横向的PiN结构：正电极206，设置于P型Ge区域205的上表面；负电极207，设置于N型Ge区域204的上表面，以形成GeSn横向结构的红外发光二极管20。其中，Ge外延层202包括Ge籽晶层和Ge主体层；将Ge籽晶层和Ge主体层经过晶化处理后形成Ge外延层202。晶化处理包括如下步骤：步骤1、将包括SOI衬底201、Ge籽晶层、Ge主体层的整个衬底材料加热至700℃；步骤2、采用激光再晶化(Laserre-crystallization,简称LRC)工艺晶化整个衬底材料；其中LRC工艺激光波长为808nm，激光光斑尺寸10mm×1mm，激光功率为1.5kW/cm2，激光移动速度为25mm/s；步骤3、对整个衬底材料进行高温热退火处理以完成晶化处理。LRC工艺是一种热致相变结晶的方法，通过激光热处理，使SOI衬底上Ge外延层熔化再结晶，横向释放Ge外延层的位错缺陷，不仅可获得高质量的Ge外延层，同时，由于LRC工艺可精确控制晶化区域，一方面避免了常规工艺中SOI衬底与Ge外延层之间的Si、Ge互扩问题，另一方面Si/Ge之间材料界面特性好。可选地，Ge籽晶层厚度为40～50nm；Ge主体层厚度为120～150nm。可选地，GeSn层203厚度为250～300nm。可选地，N型Ge区域204掺杂源为P离子，掺杂浓度为1×1019cm-3。可选地，P型Ge区域205掺杂源为B离子，掺杂浓度为1×1019cm-3。优选地，还包括钝化层，钝化层设置于PiN结构的上表面，用于隔离正电极206及负电极207。其中，钝化层为SiO2材料，且其厚度为150～200nm。进一步地，正电极206本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种红外光模块，其特征在于，包括：红外发光源、接收器、集成芯片和光接口；其中，所述集成芯片分别与所述红外发光源和所述接收器相连接；所述红外发光源和所述接收器分别与所述光接口相连接；所述红外发光源中设置有红外发光二极管；所述红外发光二极管包括：SOI衬底、Ge外延层、脊形横向的PiN结构和金属电极；所述Ge外延层设置于所述SOI衬底的表面的中心位置处；所述PiN结构设置于所述SOI衬底和所述Ge外延层的表面；所述金属电极设置于所述脊形横向的PiN结构两侧的位置处，且电连接至所述红外发光源的管脚处。

【技术特征摘要】
2017.05.17 CN 20172053810321.一种红外光模块，其特征在于，包括：红外发光源、接收器、集成芯片和光接口；其中，所述集成芯片分别与所述红外发光源和所述接收器相连接；所述红外发光源和所述接收器分别与所述光接口相连接；所述红外发光源中设置有红外发光二极管；所述红外发光二极管包括：SOI衬底、Ge外延层、脊形横向的PiN结构和金属电极；所述Ge外延层设置于所述SOI衬底的表面的中心位置处；所述PiN结构设置于所述SOI衬底和所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：张亮，
申请(专利权)人：西安科锐盛创新科技有限公司，
类型：新型
国别省市：陕西,61