[发明专利]光电装置

权利要求书

1.一种光电装置，所述光电装置包括：

衬底；

位于所述衬底顶部的外延结晶包层；以及

在所述外延结晶包层上方的光学有源区；

其中所述外延结晶包层的折射率小于所述光学有源区的折射率，使得所述光电装置的光功率被限制在所述光学有源区。

2.如权利要求1所述的光电装置，其中所述光学有源区是以下之一：电吸收调制器；光电二极管；或雪崩光电二极管。

3.如权利要求1或权利要求2所述的光电装置，还包括绝缘层，所述绝缘层安置在所述衬底的顶部上并且与所述包层水平相邻，其中所述包层由与所述绝缘层不同的材料形成。

4.如权利要求1或权利要求2所述的光电装置，其中所述包层由硅或SiGe形成。

5.如权利要求4所述的光电装置，其中所述包层是硅并且是外延生长的硅。

6.如任一前述权利要求所述的光电装置，其中所述光学有源区是由SiGeSn、GeSn、InGaNAs或InGaNAsSb形成的电吸收调制器或光电二极管。

7.如权利要求6所述的光电装置，其中所述光学有源区由Si_xGe_1-x-ySn_y形成，其中5% ≤x ≤ 20%且1% ≤y ≤ 10%。

8.如任一前述权利要求所述的光电装置，其中所述光学有源区的长度在30 μm至60 μm之间。

9.如任一前述权利要求所述的光电装置，还包括在所述包层与所述光学有源区之间的硅晶种层。

10.如任一前述权利要求所述的光电装置，其中所述光学有源区包括硅锗区。

11.如任一前述权利要求所述的光电装置，还包括：

绝缘层，所述绝缘层安置在所述包层的第一和/或第二水平侧上，其中所述包层距所述衬底的高度基本上等于所述绝缘层距所述衬底的高度。

12.如任一前述权利要求所述的光电装置，其中所述光学有源区安置在绝缘体上硅层的腔内，所述绝缘体上硅层安置在所述衬底上方。

13.如任一前述权利要求所述的光电装置，还包括：

输入波导，所述输入波导耦合至所述光学有源区的第一侧；以及

输出波导，所述输出波导耦合至所述光学有源区的第二侧；

其中所述输入波导与所述光学有源区之间的界面以及所述输出波导与所述光学有源区之间的界面相对于所述输入波导和/或输出波导的引导方向成大于0°的角度。

14.如权利要求1-13中任一项所述的光电装置，其中所述光学有源区包括波导脊，并且具有：

上表面和下表面；

下掺杂区，所述下掺杂区位于所述光学有源区的所述下表面的至少一部分处和/或附近，并且在第一方向上从所述波导脊横向向外延伸；

上掺杂区，所述上掺杂区位于所述光学有源区的所述波导脊的所述上表面的至少一部分处和/或附近，并且在第二方向上从所述波导脊横向向外延伸；以及

本征区，所述本征区位于所述下掺杂区与所述上掺杂区之间。

15.如权利要求1-13中任一项所述的光电装置，其中所述光学有源区包括肋状波导调制区，所述肋状波导调制区具有：

从所述包层延伸的脊；

在所述脊的第一侧的第一平板区和在所述脊的第二侧的第二平板区；并且

其中：

第一掺杂区沿着所述第一平板区并沿着所述脊的第一侧壁延伸，所述第一侧壁接触所述第一平板区；并且

第二掺杂区沿着所述第二平板区并沿着所述脊的第二侧壁延伸，所述第二侧壁接触所述第二平板区。