具有集成加热器的锗波导光电探测器的制作方法

本公开涉及光电探测器，并且具体地(但不排他地)涉及具有集成加热器的基于锗的波导光电探测器。

背景技术：

1、针对c波段操作(大约1520-1570nm)而优化的锗波导光电探测器是用于长距离(例如，>10km)的相干数据中心间的光链路的关键光电组件。因此，该组件必须在整个c波段范围以及宽温度范围(-5℃至80℃)内以高效率运行。然而，这些设备的响应度(即光电探测器将输入光信号转换为电信号的效率的度量)通常在1550nm以上时会降低，并且这种影响在较低温度(例如，低于25℃)时会变得更加严重。

技术实现思路

1、根据本公开的第一实施例，提供了一种装置，包括：衬底；氧化物层，在所述衬底上；硅层，在所述氧化物层上，所述硅层包括波导区域和与所述波导区域相邻的蚀刻区域，所述蚀刻区域的高度小于所述波导区域的高度；光电探测器层，在所述硅层上并与所述硅层的波导区域相邻，所述光电探测器层包括锗；第一接触件，连接到所述蚀刻区域；第二接触件，连接到所述光电探测器层；以及电阻元件，与所述光电探测器层相邻。

2、根据本公开的第二实施例，提供了一种光电探测器设备，包括：光波导，用于接收光；光电探测器，包括：硅层，包括波导区域和与所述波导区域相邻的蚀刻区域，所述蚀刻区域的高度小于所述波导区域的高度，其中，所述波导区域被定位为接收来自所述光波导的光；锗层，在所述硅层上并与所述硅层的波导区域相邻；第一接触件，连接到所述蚀刻区域；第二接触件，连接到所述锗层；以及电阻元件，与所述锗层相邻；直流(dc)电源，耦合到所述电阻元件；以及输出端，耦合到所述光电探测器的第一接触件和第二接触件。

3、根据本公开的第三实施例，提供了一种系统，包括：光子集成电路(pic)，用于接收光信号并将所述光信号转换为电信号，所述光子集成电路包括一个或多个光电探测器设备，每个光电探测器设备包括：硅层，包括波导区域和与所述波导区域相邻的蚀刻区域，所述蚀刻区域的高度小于所述波导区域的高度；锗层，在所述硅层上并与所述硅层的波导区域相邻；以及电阻元件，与所述锗层相邻；跨阻放大器(tia)，用于接收所述pic的输出信号，所述tia用于将所述pic的输出信号转换为电压信号；以及数字信号处理器(dsp)，用于接收所述tia的输出信号并将所述tia的输出信号转换为数字信号。

技术特征：

1.一种装置，包括：

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述电阻元件包括掺杂的多晶硅。

3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述电阻元件包括金属。

4.根据权利要求3所述的装置，其中，所述金属为氮化钛(tin)或钨中的一者。

5.根据权利要求1所述的装置，其中，所述电阻元件位于所述蚀刻区域和所述光电探测器层之间。

6.根据权利要求1所述的装置，其中，所述电阻元件至少部分地与所述光电探测器层共面。

7.根据权利要求1所述的装置，其中，所述电阻元件围绕所述光电探测器层的外表面的至少大部分。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的装置，其中，所述光电探测器层是大致矩形的，并且所述电阻元件在至少三侧与所述光电探测器层相邻。

9.根据权利要求8所述的装置，其中：

10.根据权利要求1至7中任一项所述的装置，还包括：在所述硅层和所述光电探测器层上的电介质层，其中，所述光电探测器层、所述第一接触件、所述第二接触件和所述电阻元件在所述电介质层内。

11.根据权利要求10所述的装置，其中，所述电介质层是氧化物层。

12.根据权利要求1至7中任一项所述的装置，其中，所述第一接触件和所述第二接触件包括铝。

13.根据权利要求1至7中任一项所述的装置，其中，所述第一接触件经由一个或多个金属柱连接到所述蚀刻区域，并且所述第二接触件经由一个或多个金属柱连接到所述光电探测器层。

14.根据权利要求13所述的装置，其中，所述金属柱包括钨。

15.根据权利要求1至7中任一项所述的装置，其中，所述硅层的蚀刻区域和波导区域包括掺杂剂。

16.一种光电探测器设备，包括：

17.根据权利要求16所述的光电探测器设备，其中，所述dc电源用于为所述电阻元件提供1-50mw的功率。

18.一种系统，包括：

19.根据权利要求18所述的系统，还包括：无源光学器件，在光接口和所述一个或多个光电探测器设备之间，所述无源光学器件包括光解复用器和偏振分离器中的一个或多个。

20.根据权利要求18或19所述的系统，还包括：

技术总结
本公开总体涉及具有集成加热器的锗波导光电探测器。在一个实施例中，一种装置包括：衬底；氧化物层，该氧化物层在衬底上；硅层，该硅层在氧化物层上，该硅层包括波导区域和与波导区域相邻的蚀刻区域；锗层，该锗层在硅层上并与硅层的波导区域相邻；以及电阻元件，该电阻元件与锗层相邻，用于响应于施加到该电阻元件的电流而向锗层提供热量。

技术研发人员：奥卢费米·I·多桑姆,李植,黄梦园,阿利亚斯格尔·埃夫特卡
受保护的技术使用者：英特尔公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12