[发明专利]光电探测器

说明书

本申请涉及集成电路技术领域，特别是涉及一种光电探测器。一种光电探测器包括：波导层；吸收层，所述吸收层位于所述波导层上表面或至少部分嵌入所述波导层内；包层材料，所述包层材料覆盖所述波导层及吸收层的顶部及侧壁；其中，所述光电探测器至少一端面为入光面，所述吸收层在临近所述入光面的端面的厚度小于其他部分的厚度。本申请通过吸收层在临近入光面的端面的厚度小于其他部分的厚度，进而使临近入光面部分的吸收的光能量小于吸收层其他部分吸收的光能量，进而减小光生载流子在光电探测器的本征区域的聚集程度，增加光生载流子聚集区域的电场强度，减小大光输入对光电探测器带宽和响应度性能的影响，最终提升光电探测器的大光输入阈值。

技术领域

本申请涉及集成电路技术领域，特别是涉及一种光电探测器。

背景技术

当前互联网的发展、海量内容的涌现以及5G网络的部署和应用，对通信速率和通信容量要求日益增高。光电探测器是将高速光信号转化为电信号的器件，对其带宽、响应度、饱和光功率等技术指标也相应提升。一方面，根据香农定理，更高的通信速率要求更大的探测器带宽；另一方面，不同的应用场景和不同的发射端互通，要求接收端工作于一定的输入光功率范围。

常见的PIN型光电探测器的带宽由两个因素共同限制：1.探测器的寄生电容和电阻大小；2.光生载流子在探测器本征区的渡越时间。为减小寄生电容提升带宽，同时不影响响应度，光电探测器必须减小PIN结区的面积和增大区的宽度。本征区加宽导致了内部电场的减弱，光生载流子在电场中的漂移速度减慢，渡越时间增长；更严重的是当入射光功率增大，光生载流子数量增多并在PIN结中累积，载流子产生的电场减弱了PIN结中的漂移电场，使得光生载流子的渡越时间进一步增长。表现到光电探测器的性能是，当入射光功率增大并超过某一阈值时，探测器带宽减小，同时当光继续增强时，探测器响应度下降。

综上，如何提高探测器的大光输入阈值，成为本技术领域人员丞待解决的技术问题。

发明内容

基于此，有必要针对现有技术中的问题提供一种减小大光输入对探测器带宽和响应度性能影响，最终提升探测器的大光输入阈值的光电探测器。

为了实现上述目的，本发明提供了一种光电探测器，所述光电探测器包括：

波导层；

吸收层，所述吸收层位于所述波导层的上表面或至少部分嵌入所述波导层内；

包层材料，所述包层材料覆盖所述波导层及吸收层的顶部及侧壁；

其中，所述光电探测器至少一端面为入光面，所述吸收层在临近所述入光面的端面的厚度小于其他部分的厚度。

在其中一个实施例中，所述波导层的厚度大于所述包层材料的厚度。

在其中一个实施例中，所述吸收层在临近所述入光面的端面宽度小于所述吸收层其他部分的宽度。

在其中一个实施例中，所述波导层在临近所述入光面的端面宽度大于所述波导层其他部分的宽度。

在其中一个实施例中，所述吸收层在所述波导层上表面的正投影至少部分位于所述波导层上表面内。

在其中一个实施例中，所述吸收层在所述波导层上表面的正投影位于所述波导层的上表面内，且所述吸收层的中心线偏离所述波导层的中心线。

在其中一个实施例中，所述吸收层在所述波导层上表面的正投影部分位于所述波导层的上表面内，且所述吸收层的中心线偏离所述波导层的中心线。

在其中一个实施例中，所述波导层相较于相较于所述吸收层延伸方向倾斜预设角度。

在其中一个实施例中，所述波导层临近所述入光面的端面呈台阶状。

在其中一个实施例中，所述吸收层包括：