光波导探测器与光模块的利记博彩app
【技术领域】
[0001]本发明实施例涉及半导体领域，并且更具体地，涉及一种光波导探测器与光模块。
【背景技术】
[0002]现阶段的硅光互连系统主要是将调制器、光波导探测器和一些无源功能性器件集成在单一芯片上，其中调制器用于将电信号转化为光信号，从而使发射端的光信号可以在光纤中传输，光波导探测器用于将光信号转化为电信号，从而可以对接收端的光信号进行后续电路处理。用于将光信号转换为电信号的光波导探测器是硅光互连系统中的核心器件。
[0003]当前主流光波导探测器为水平PIN(LPIN)光波导探测器，LPIN光波导探测器在硅波导内进行掺杂，从而在硅波导内形成PN结，该PN结在锗波导的下方，可以在锗波导内产生一定的电场。由于锗能够吸收光信号，因而在电场作用下，锗波导内产生光生载流子，从而实现将光信号转换为电信号。但是目前LPIN光波导探测器的锗波导内部的电场分布较弱，导致光生载流子在电场中的传输速率相对较低，LPIN光波导探测器的带宽相对较低。
【发明内容】
[0004]本申请提供一种光波导探测器与光模块，能够有效提高光波导探测器的带宽。
[0005]第一方面，提供了一种光波导探测器，包括:
[0006]沿第一方向堆叠的波导层、上包层和电极层，所述上包层位于所述波导层和所述电极层之间；
[0007]所述波导层包括硅波导层和锗波导层，所述锗波导层位于所述硅波导层和所述上包层之间；
[0008]所述硅波导层包括沿第二方向排列的P型硅高掺杂区、P型硅轻掺杂区、N型硅轻掺杂区和N型硅高掺杂区，所述P型硅轻掺杂区在所述P型硅高掺杂区与所述N型硅轻掺杂区之间，所述N型硅轻掺杂区在所述P型硅轻掺杂区与所述N型硅高掺杂区之间，所述第二方向垂直于所述第一方向；
[0009]所述锗波导层包括第一锗高掺杂区和锗未掺杂区，所述锗波导层的第一表面包括所述第一锗高掺杂区的表面，所述第一表面为所述锗波导层在所述第一方向上背向所述硅波导层的表面，所述第一锗高掺杂区的宽度大于零且小于或等于所述第一表面宽度的一半，所述第一锗高掺杂区的厚度大于或等于5nm且小于或等于200nm;
[0010]所述上包层内设有第一金属过孔，所述第一金属过孔连接所述第一锗高掺杂区与所述电极层。
[0011]在本申请中，通过在锗波导上设置锗高掺杂区，相当于在锗波导上设置电极，锗波导上的电极可以与硅波导上异性的电极形成PN结，从而能够增强锗波导内的电场强度，提高光生载流子的迀移速率，进而能够有效提高光波导探测器的带宽。
[0012]结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述第一锗高掺杂区为P型锗高掺杂区，所述第一锗高掺杂区在所述第一表面内的中心点与所述第一表面的第一边缘的距离小于或等于所述中心点与所述第一表面的第二边缘的距离，所述第一边缘为所述第一表面在所述第二方向上靠近所述P型硅高掺杂区的边缘，所述第二边缘为所述第一表面在所述第二方向上靠近所述N型硅高掺杂区的边缘。
[0013]在本申请中，通过在锗波导上靠近P型硅高掺杂区的位置设置P型锗高掺杂区，不仅能够增强锗波导内的电场强度，也使得锗波导内的电场强度较为均匀，从而能够有效提高光生载流子的迀移速率，提高光波导探测器的带宽。
[0014]结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第二种可能的实现方式中，所述第一锗高掺杂区在所述第一表面上的且沿着所述第二方向距离所述P型硅高掺杂区最近的边缘与所述第一边缘重合。
[0015]结合第一方面的第一种或第二种可能的实现方式，在第一方面的第三种可能的实现方式中，所述上包层中还包括第三金属过孔，所述第三金属过孔连接所述P型硅高掺杂区与所述电极层；
[0016]连接所述第一金属过孔的电极层与连接所述第三金属过孔的电极层的电极极性相同且电压大小相同。
[0017]结合第一方面，在第一方面的第四种可能的实现方式中，所述第一锗高掺杂区为N型锗高掺杂区，所述第一锗高掺杂区在所述第一表面内的中心点与所述第一表面的第一边缘的距离大于或等于所述中心点与所述第一表面的第二边缘的距离，所述第一边缘为所述第一表面在所述第二方向上靠近所述P型硅高掺杂区的边缘，所述第二边缘为所述第一表面在所述第二方向上靠近所述N型硅高掺杂区的边缘。
[0018]在本申请中，通过在锗波导上靠近N型硅高掺杂区的位置设置N型锗高掺杂区，不仅能够增强锗波导内的电场强度，也使得锗波导内的电场强度较为均匀，从而能够有效提高光生载流子的迀移速率，提高光波导探测器的带宽。
[0019]结合第一方面的第四种可能的实现方式，在第一方面的第五种可能的实现方式中，所述第一锗高掺杂区在所述第一表面上的且沿着所述第二方向距离所述N型硅高掺杂区最近的边缘与所述第二边缘重合。
[0020]结合第一方面的第四种或第五种可能的实现方式，在第一方面的第六种可能的实现方式中，所述上包层中还包括第四金属过孔，所述第四金属过孔连接所述N型硅高掺杂区与所述电极层；
[0021]连接所述第一金属过孔的电极层与连接所述第四金属过孔的电极层的电极极性相同且电压大小相同。
[0022]结合第一方面，在第一方面的第七种可能的实现方式中，所述锗波导层还包括第二锗高掺杂区，所述第一表面还包括所述第二锗高掺杂区的表面，所述第二锗高掺杂区的宽度大于零且小于或等于所述第一表面宽度的一半，所述第二锗高掺杂区的厚度大于或等于5nm且小于或等于200nm;
[0023]所述第一锗高掺杂区为P型锗高掺杂区，所述第二锗高掺杂区为N型锗高掺杂区；
[0024]所述上包层内还设有第二金属过孔，所述第二金属过孔连接所述第二锗高掺杂区与所述电极层。
[0025]在本申请中，通过在锗波导上设置P型锗高掺杂区与N型锗高掺杂区，换句话说，在锗波导上设置P型电极与N型电极，从而能够更加有效地增强锗波导内的电场强度，进一步提尚光生载流子的迁移速率，进而能够有效提尚光波导探测器的带宽。
[0026]结合第一方面的第七种可能的实现方式，在第一方面的第八种可能的实现方式中，所述第一锗高掺杂区在所述第一表面内的中心点与所述第一表面的第一边缘的距离小于或等于所述第一锗高掺杂区在所述第一表面内的中心点与所述第一表面的第二边缘的距离；
[0027]所述第二锗高掺杂区在所述第一表面内的中心点与所述第一表面的第一边缘的距离大于或等于与所述第二锗高掺杂区在所述第一表面内的中心点与所述第一表面的第二边缘的距离；
[0028]所述第一边缘为所述第一表面在所述第二方向上靠近所述P型硅高掺杂区的边缘，所述第二边缘为所述第一表面在所述第二方向上靠近所述N型硅高掺杂区的边缘。
[0029]在本申请中，通过在锗波导上靠近P型硅高掺杂区的位置设置P型锗高掺杂区，以及在锗波导上靠近N型硅高掺杂区的位置设置N型锗高掺杂区，在增强锗波导内的电场强度的同时，也使得锗波导内的电场强度较为均匀，从而能够有效提高光生载流子的迀移速率，提高光波导探测器的带宽。
[0030]结合第一方面的第八种可能的实现方式，在第一方面的第九种可能的实现方式中，所述第一锗高掺杂区在所述第一表面上的且沿着所述第二方向距离所述P型硅高掺杂区最近的边缘与所述第一边缘重合，所述第二锗高掺杂区在所述第一表面上的且沿着所述第二方向距离所述N型硅高掺杂区最近的边缘与所述第二边缘重合。
[0031]结合第一方面的第七种至第九种可能的实现方式中任一种可能的实现方式，在第一方面的第十种可能的实现方式中，所述第一锗高掺杂区与所述第二锗高掺杂区之间具有间隙。
[0032]应理解，所述第一锗高掺杂区与所述第二锗高掺杂区彼此之间不接触。
[0033]结合第一方面的第七种至第十种可能的实现方式中的任一种可能的实现方式，在第一方面的第十一种可能的实现方式中，所述上包层中还包括第三金属过孔与第四金属过孔，所述第三金属过孔连接所述P型硅高掺杂区与所述电极层，所述第四金属过孔连接所述N型硅高掺杂区与所述电极层；
[0034]连接所述第一金属过孔的电极层与连接所述第三金属过孔的电极层的电极极性相同且电压大小相同，连接所述第二金属过孔的电极层与连接所述第四金属过孔的电极层的电极极性相同且电压大小相同。
[0035]结合第一方面或第一方面的第一种至第十一种可能的实现方式中的任一种可能的实现方式，在第一方面的第十二种可能的实现方式中，所述锗未掺杂区的宽度大于或等于10nm且小于或等于2μηι。