基于選區(qū)外延技術(shù)的單片集成陣列波導(dǎo)光柵與單載流子探測器的端對接設(shè)計(jì)?

葉焓 韓勤2) 呂倩倩 潘盼 安俊明3) 王玉冰劉榮瑞 侯麗麗

1)(中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所,集成光電子學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 100083)

2)(中國科學(xué)院大學(xué)電子電氣與通信工程學(xué)院,北京 100049)

3)(中國科學(xué)院大學(xué)材料科學(xué)與光電技術(shù)學(xué)院,北京 100049)

1 引 言

近年來,人們對光纖通信系統(tǒng)傳輸容量的需求不斷增長,集成光電芯片,尤其是適于波分復(fù)用的收發(fā)芯片,也因此得到了大量研究與快速發(fā)展[1?3].InP基光子集成回路是最具潛力的解決方法,其優(yōu)勢在于能夠單片集成多種有源與無源光電器件,如激光器、調(diào)制器、放大器、探測器與(解)復(fù)用器等[4?6],能夠大大降低器件尺寸、封裝成本以及芯片間光傳輸損耗.

從光接收端的角度來說,單片集成解復(fù)用器的光電探測器芯片能夠?qū)崿F(xiàn)對多信道光信號的直接解復(fù)用探測.陣列波導(dǎo)光柵(arrayed waveguide grating,AWG)是最適合于單片集成的解復(fù)用器[7,8],它具有良好的波長分辨率、設(shè)計(jì)靈活性、較小的彎曲半徑以及偏振無關(guān)性等優(yōu)點(diǎn).由于研究較為成熟并廣泛應(yīng)用的PIN型探測器在面對不斷增長的傳輸速率要求時暴露出低帶寬與低線性度等不足之處,一種單載流子探測器(uni-traveling carrier photodiode,UTC-PD)的新型結(jié)構(gòu)應(yīng)運(yùn)而生[9].它將吸收區(qū)與載流子漂移區(qū)(收集區(qū))分離,從而實(shí)現(xiàn)只有漂移速度更快的電子渡越本征區(qū)的目的,有效降低了空間電荷效應(yīng)的影響,實(shí)現(xiàn)大帶寬與高線性度的要求,也因此受到了廣泛的關(guān)注與研究[10?12].

隨著半導(dǎo)體技術(shù)的飛速發(fā)展,先進(jìn)的材料生長技術(shù)也在不斷……