【技术实现步骤摘要】
具有自测试功能性的正交入射光电探测器
本公开一般涉及光子集成电路(PIC)，并且具体地涉及光学收发器以及其中利用的光电探测器。
技术介绍
在基于半导体的集成光子器件中，正交入射光电探测器(NIPD)测量正交于晶片平面入射在探测器上的光，而基于波导的光电探测器(WGPD)捕获已经通过在晶片表面上制造的平面内波导路由到探测器的光。为了检测例如来自光纤的外部光学信号，在前一种情况下，外部光直接耦合到NIPD中，并且在后一种情况下，外部光耦合到片上波导中，该片上波导又耦合到WGPD。例如在光学通信网络中使用的集成光学收发器通常提供自测试功能性，其允许通过将来自发射器的片上光源的光内部地路由到WGPD以测试接收器内的一个或多个WGPD的操作，而避免提供用于测试的外部光学信号的需要。有利的是，自测试可以大大减少测试时间和测试成本，并提高可生产性。然而，在正常操作期间，当从外部源接收光时，由于首先耦合到波导中的困难，WGPD遭受比NIPD更高的插入损耗。相反，现有的NIPD不适合用于自测试，因为难以将它们光学地耦合到片上波导。另外...
【技术保护点】
1.一种正交入射光电探测器结构，包括：/np-i-n台面，所述p-i-n台面被置放在绝缘体上半导体(SOI)衬底上，所述p-i-n台面包括n型半导体层、有源半导体层和p型半导体层；/n金属接触件，所述金属接触件接触所述p型半导体层和所述n型半导体层；以及/n波导，所述波导形成在所述SOI衬底的半导体器件层中并且被配置成将光可操作地耦合到所述p-i-n台面中。/n
【技术特征摘要】
20181120 US 16/197,0411.一种正交入射光电探测器结构，包括：
p-i-n台面，所述p-i-n台面被置放在绝缘体上半导体(SOI)衬底上，所述p-i-n台面包括n型半导体层、有源半导体层和p型半导体层；
金属接触件，所述金属接触件接触所述p型半导体层和所述n型半导体层；以及
波导，所述波导形成在所述SOI衬底的半导体器件层中并且被配置成将光可操作地耦合到所述p-i-n台面中。
2.根据权利要求1所述的光电探测器结构，其中所述波导从小于所述p-i-n台面的直径的一半的宽度张大到所述p-i-n台面下方的条带，所述条带被定尺寸并且被定位成包含所述p-i-n台面的所述直径的至少一半，所述条带可操作地将光耦合穿过所述p-i-n台面的底表面到达所述p-i-n台面中。
3.根据权利要求1所述的光电探测器结构，其中所述波导包括沿着所述p-i-n台面的边缘并且在所述p-i-n台面的边缘下方形成的卷绕部分，以可操作地将光直接耦合到所述p-i-n台面中或者耦合到形成在所述p-i-n台面下方的所述半导体器件层中的半导体结构中或者两者中。
4.根据权利要求3所述的光电探测器结构，其中沿着所述p-i-n台面的边缘并且在所述p-i-n台面的边缘下方形成的所述波导的所述部分逐渐减小到在所述波导的末端处的更窄的宽度。
5.根据权利要求3所述的光电探测器结构，其中所述半导体器件层在由所述波导的所述卷绕部分围绕的所述p-i-n台面下方的区域中至少部分地被向下蚀刻。
6.根据权利要求3所述的光电探测器结构，其中所述半导体器件层在由所述波导的所述卷绕部分围绕的所述p-i-n台面下方的区域中未被蚀刻。
7.根据权利要求3所述的光电探测器结构，其中所述半导体器件层根据由所述波导的所述卷绕部分围绕的所述p-i-n台面下方的区域中的填充图案而被图案化。
8.根据权利要求1所述的光电探测器结构，其中所述p-i-n台面中的所述层被布置有最靠近所述SOI衬底的一个或多个n型层、在所述一个或多个n型层顶上的所述有源层、以及在所述有源层顶上的所述一个或多个p型层，并且其中所述一个或多个p型层至少包括p型接触层。
9.根据权利要求8所述的光电探测器结构，其中所述p型接触层是均匀的。
10.根据权利要求8所述的光电探测器结构，其中所述p型接触层是环形的。
11.根据权利要求1所述的光电探测器结构，其中所述p-i-n台面由III-V族材料制成。
12.一种集成在半导体衬底上的光学收发器，所述光学收发器包括：
一个或多个光学发射器，所述一个或多个光学发射器至少部分地形成在所述衬底的器件层中；
发射器输出端口；
一个或多个光学接收器，每个光学接收器包括正交入射光电探测器和波导，所述正交入射光电探测器由具有电连接的p-i-n台面形成在所述衬底上，所述波导形成...
【专利技术属性】
技术研发人员：J·帕克，B·R·科赫，G·A·菲什，H·帕克，
申请(专利权)人：瞻博网络公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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