【技术实现步骤摘要】
本申请涉及半导体器件领域，尤其涉及ⅲ-ⅴ族半导体光电探测器和光接收模块。
技术介绍
1、半导体光电探测器是光通信领域中的重要器件，用于将光信号转化为电信号。光电探测器的响应速度和量子效率相互制约。具体地，一般情况下，通过增加光电探测器的吸收层厚度可以增大光电探测器的量子效率，但会降低光电探测器的响应速度(也称带宽)。相反地，通过减薄吸收层厚度可以提高响应速度，但会降低光电探测器的量子效率。半导体光电探测器的材料主要包括ⅲ-ⅴ族和硅-锗si-ge两个体系。在si-ge体系中，可以在有源层上设置介质超表面。介质超表面用于使得光信号在吸收层中产生谐振，从而提升光电探测器的量子效率。在提升光电探测器的量子效率后，可以减薄吸收层厚度，从而提高光电探测器的响应速度。因此，通过介质超表面可以解决响应速度和量子效率相互制约的问题。
2、在实际应用中，介质超表面在ⅲ-ⅴ族体系中的应用并不理想，无法有效的提升光电探测器的量子效率。
技术实现思路
1、本申请提供了一种ⅲ-ⅴ族半导体光电探测器、光接收模块和光通信设备，通过引入低折射率的介质层，可以提高光场局域作用，进而提高介质超表面的效率。因此，本申请可以提升光电探测器的量子效率。
2、本申请第一方面提供了一种ⅲ-ⅴ族半导体光电探测器，简称为光电探测器。光电探测器沿第一方向依次包括上电极层、吸收层和下电极层。上电极层和下电极层用于为吸收层提供偏置电压。吸收层用于接收光信号，根据偏置电压将光信号转换为电信号。上电极层上设置有介质超表
3、在第一方面的一种可选方式中，介质层的折射率在1至1.5之间。其中，介质层的折射率和吸收层的折射率的差值越大，光场局域作用的提升越明显。通过限定介质层的折射率，可以有效提升光场局域作用。
4、在第一方面的一种可选方式中，介质层的材料为空气、二氧化硅或苯并环丁烯(benzo cyclo butune，bcb)聚合物。
5、在第一方面的一种可选方式中，下电极层为衬底层。或，光电探测器还包括衬底层，衬底层在介质层和吸收层之间。
6、在第一方面的一种可选方式中，衬底层包括垂直于第一方向的上表面和下表面。沿第一方向依次包括上表面和下表面。下表面上设置有凹槽。介质层被设置于凹槽内。通过将介质层设置于衬底层的下表面，可以降低加工的难度，从而降低光电探测器的加工成本。
7、在第一方面的一种可选方式中，凹槽的底部和上表面之间的距离d在1微米(micron，μm)至20μm之间。通过控制距离d，可以降低介质层和吸收层之间的距离，从而提升介质层的光场局域作用。
8、在第一方面的一种可选方式中，介质层的厚度小于或等于d和d的差值。d为衬底层的厚度。通过限定介质层的厚度，可以减小光电探测器的尺寸，从而降低光电探测器的成本。
9、在第一方面的一种可选方式中，介质层和衬底层平行设置。平行设置的介质层和衬底层可以降低加工的难度，从而降低光电探测器的加工成本。
10、在第一方面的一种可选方式中，衬底层的厚度在1μm至30μm之间。通过限定衬底层的厚度，可以降低介质层和吸收层之间的距离，从而提高光场局域作用。
11、在第一方面的一种可选方式中，介质层的厚度在0.1μm至1000μm之间。通过限定介质层的厚度，可以减小光电探测器的尺寸，从而降低光电探测器的成本。
12、在第一方面的一种可选方式中，吸收层的厚度在200纳米(nanometre，nm)至1000nm之间。在本申请中，通过引入介质层，可以提升光电探测器的量子效率。因此，本申请可以通过降低吸收层的厚度来提高光电探测器的响应速度。
13、在第一方面的一种可选方式中，投影的中心和介质超表面的中心的距离小于或等于100nm。通过限定两个中心之间的距离，可以提高投影和介质超表面的重叠面积。重叠区域的面积和光电探测器的量子效率相关。通过提高重叠面积，可以提升光电探测器的量子效率。
14、在第一方面的一种可选方式中，投影覆盖介质超表面。当投影覆盖介质超表面时，可以提高投影和介质超表面的重叠面积。通过提高重叠面积，可以提升光电探测器的量子效率。
15、在第一方面的一种可选方式中，上电极层和下电极层的材料为磷化铟inp。吸收层的材料为铟镓砷ingaas。
16、在第一方面的一种可选方式中，光电探测器还包括场控制层和雪崩层。场控制层在吸收层和所述雪崩层之间。雪崩层在场控制层和下电极层之间。
17、本申请第二方面提供了一种光接收模块。光接收模块包括数模转换器和前述第一方面或第一方面中任意一项可选方式中所述的ⅲ-ⅴ族半导体光电探测器。光电探测器用于接收光信号，将光信号转换为模拟电信号。数模转换器用于将模拟电信号转换为数字电信号。
18、本申请第三方面提供了一种光通信设备。光通信设备包括处理器和前述第一方面所述的光接收模块。光接收模块用于输出数字电信号。处理器用于对数字电信号进行数据处理。
19、本申请第四方面提供了一种ⅲ-ⅴ族半导体光电探测器的加工方法。光电探测器的加工方法包括以下步骤：在下电极层上外延生长吸收层。在吸收层上外延生长上电极层。在上电极层上制作介质超表面。在下电极层的下表面上设置介质层。介质层的折射率小于吸收层的折射率。
20、在第四方面的一种可选方式中，在下电极层是下表面沿第一方向的反方向刻蚀凹槽，在凹槽内沉积或键合介质层。
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1.一种Ⅲ-Ⅴ族半导体光电探测器，其特征在于，沿第一方向依次包括上电极层、吸收层和下电极层，其中：
2.根据权利要求1所述的光电探测器，其特征在于，所述介质层的折射率在1至1.5之间。
3.根据权利要求1或2所述的光电探测器，其特征在于，所述介质层的材料为空气、二氧化硅或苯并环丁烯BCB聚合物。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的光电探测器，其特征在于，所述下电极层为衬底层，或，所述光电探测器还包括衬底层，所述衬底层在所述介质层和所述吸收层之间。
5.根据权利要求4所述的光电探测器，其特征在于，所述衬底层包括垂直于所述第一方向的上表面和下表面，沿所述第一方向依次包括所述上表面和所述下表面；
6.根据权利要求5所述的光电探测器，其特征在于，所述凹槽的底部和所述上表面之间的距离d在1μm至20μm之间。
7.根据权利要求6所述的光电探测器，其特征在于，所述介质层的厚度小于或等于D和d的差值，所述D为所述衬底层的厚度。
8.根据权利要求4所述的光电探测器，其特征在于，所述介质层和所述衬底层平行设置。
9.根据权利要求8所述的光电探测器，其特征在于，所述衬底层的厚度在1μm至30μm之间。
10.根据权利要求8或9所述的光电探测器，其特征在于，所述介质层的厚度在0.1μm至1000μm之间。
11.根据权利要求1至10中任意一项所述的光电探测器，其特征在于，所述吸收层的厚度在200nm至1000nm之间。
12.根据权利要求1至11中任意一项所述的光电探测器，其特征在于，所述投影的中心和所述介质超表面的中心的距离小于或等于100nm。
13.根据权利要求1至12中任意一项所述的光电探测器，其特征在于，所述投影覆盖所述介质超表面。
14.根据权利要求1至13中任意一项所述的光电探测器，其特征在于，所述上电极层和所述下电极层的材料为磷化铟InP，所述吸收层的材料为铟镓砷InGaAs。
15.根据权利要求1至14中任意一项所述的光电探测器，其特征在于，所述光电探测器还包括场控制层和雪崩层，所述场控制层在所述吸收层和所述雪崩层之间，所述雪崩层在所述场控制层和所述下电极层之间。
16.一种光接收模块，其特征在于，包括数模转换器和前述权利要求1至15中任意一项所述的Ⅲ-Ⅴ族半导体光电探测器，其中：
17.一种光通信设备，其特征在于，处理器和前述权利要求16所述的光接收模块，其中：
18.一种Ⅲ-Ⅴ族半导体光电探测器的加工方法，其特征在于，包括：
19.根据权利要求18所述的加工方法，其特征在于，
...【技术特征摘要】
1.一种ⅲ-ⅴ族半导体光电探测器，其特征在于，沿第一方向依次包括上电极层、吸收层和下电极层，其中：
2.根据权利要求1所述的光电探测器，其特征在于，所述介质层的折射率在1至1.5之间。
3.根据权利要求1或2所述的光电探测器，其特征在于，所述介质层的材料为空气、二氧化硅或苯并环丁烯bcb聚合物。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的光电探测器，其特征在于，所述下电极层为衬底层，或，所述光电探测器还包括衬底层，所述衬底层在所述介质层和所述吸收层之间。
5.根据权利要求4所述的光电探测器，其特征在于，所述衬底层包括垂直于所述第一方向的上表面和下表面，沿所述第一方向依次包括所述上表面和所述下表面；
6.根据权利要求5所述的光电探测器，其特征在于，所述凹槽的底部和所述上表面之间的距离d在1μm至20μm之间。
7.根据权利要求6所述的光电探测器，其特征在于，所述介质层的厚度小于或等于d和d的差值，所述d为所述衬底层的厚度。
8.根据权利要求4所述的光电探测器，其特征在于，所述介质层和所述衬底层平行设置。
9.根据权利要求8所述的光电探测器，其特征在于，所述衬底层的厚度在1μm至30μm之间。
10.根据权利要求8或9所述的光电探测器，其特征在于，所...
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