CN113871498A - 温度不敏感的光接收器 - Google Patents

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Abstract

本公开提供一种温度不敏感的光接收器。器件可以包括：高掺杂n+Si区域；设置在所述n+Si区域的至少一部分上的本征硅倍增区域，所述本征硅倍增具有大约90nm至110nm的厚度；设置在所述本征硅倍增区域的至少一部分上的高掺杂p‑Si电荷区域，所述p‑Si电荷区域具有大约40nm至60nm的厚度；以及设置在所述p‑Si电荷区域的至少一部分上的p+Ge吸收区域；其中，所述p+Ge吸收区域在其整个厚度上被掺杂。所述n+Si区域的厚度可以为大约100nm，并且所述p‑Si电荷区域的厚度可以为大约50nm。所述p+Ge吸收区域可以将电场限制在所述倍增区域和所述电荷区域以实现4.2mV/℃的温度稳定性。

Description

温度不敏感的光接收器
政府权利声明
本发明是在协议号H98230-19-3-0002的政府支持下完成的。政府对本发明享有一定的权利。
背景技术
由于如物联网(IoT)、机器学习和云计算等基于数据的应用的大规模增长，数据传输已经增长并且持续爆发式增长。数据通信的大规模增长需要数据中心和高性能计算机(HPC)最终采用高带宽密度的光学互连。具有芯片上激光器和SiGe雪崩光电二极管(APD)的集成硅光子学由于其大规模的可集成性、低成本和低能耗而成为具有竞争力的解决方案。
目前，数据中心和HPC消耗4：16×1011W的功率，并且这个数字正在呈指数增长。总消耗能量的很大部分是用于数据中心中的冷却。同时，数据中心的运行容差增加一度可以节省近似4％的空间冷却消耗能量。
附图说明
参照以下附图，根据一个或多个不同的实施例详细地描述本公开。附图仅被提供用于说明性目的，并且仅描绘典型实施例或示例实施例。
图1是图示了可以用来实施各实施例的示例光通信系统的图。
图2是根据各种实施例的用于检测光能的系统的示例的框图。
图3是用于检测光能的系统的另一示例的截面的示意图。
图4是根据各种实施例的图3的示例APD的截面的示意图。
图5是根据各种实施例的正交于图4中的视图观察时图3的APD的截面的示意图。
图6是图示了用于制作检测光能的光电二极管的示例方法的流程图。
图7图示了本公开的实施例相比于常规器件的比较。
附图并非是穷举的，并且不将本公开限制于所公开的精确形式。
具体实施方式
光电二极管可以通过吸收光能(例如，光子)并且响应于吸收所述光能将电子移动到导带来将光信号转换为电信号。导带中的电子是能够响应于电场而行进通过光电二极管的自由电子。光电二极管(其可以被实施为雪崩光电二极管(APD))可以通过使电子加速直到这些电子通过碰撞电离释放出额外的电子来内部地放大电信号。经放大的电信号可以由APD输出。
APD是一种半导体光电二极管器件，其中，由于光电效应再加上由雪崩机制而引起的电流倍增，光能转换为电能。对于APD，由于在器件两端施加高的反向偏置电压，传入的光子触发电荷雪崩。
各种实施例可以包括宽度为大约400纳米(nm)的全掺杂p+Ge吸收区域、宽度为大约50nm的电荷区域、和宽度为大约100nm的倍增区域。这样的实施例可以实现：从23℃到90℃的>15的高倍增增益；ΔVbd/ΔT＝4.2mV/℃的温度稳定性，发明人认为所述温度稳定性在电信波长APD中尚未实现；在90℃的大约24.6GHz的高带宽，并且仅减少大约0.09％/℃；在90℃的>240GHz的高增益-带宽乘积，其仅减少大约0.24％/℃；以及当温度大于70℃时，大约100％的内部量子效率。
在详细描述示例实施例之前，讨论可以用于实施这些实施例和其他实施例的一个示例应用是有用的。图1是图示了可以用来实施各实施例的示例光通信系统的图。现在参照图1，示例系统包括光发射器110、光接收器120和光纤通信链路130。该示例光发射器110包括发射激光器112，所述发射激光器用于使用光信号来发射数据。在一些实施例中，可以使用激光器直接调制，其中，可以提供IC驱动器以将经调制的电信号施加到激光器从而将电信号转换为光信号。在其他实施例中，可以使用连续波(CW)激光器，并且可以在所述激光器的输出端处提供光调制器以调制具有数据的光信号。
光发射器110的输出端经由光耦合器(未示出)耦合到光纤通信链路130的光纤132。在接收端处，光接收器120包括光耦合器(未示出)以将来自光纤132的光耦合到光接收器120的波导中。尽管所描述的示例使用波导接收器，但也可以使用分立部件来实施接收器。可以包括光电检测器128(例如，一个或多个光电二极管)以检测光信号并且将其转换为电信号从而进行处理或存储。可以将来自光电二极管的电流输出提供给其对应的放大器134，所述放大器可以例如被实施为跨阻放大器。尽管未图示，但是光接收器120还可以针对每个信道包括可变增益放大器、均衡电路(连续时间线性均衡和/或判决反馈均衡)、限幅器(比较器)等等。更复杂的接收器还可以包括模数转换器和处理器(诸如数字信号处理器)。
示例光通信系统可以被实施为波分复用(WDM)系统，所述波分复用系统能够在单个信号路径(例如，单个光纤130)上复用并发送多个信息信道。因此，所述通信系统可以包括多个激光器112和多个光电检测器128。WDM系统中的每个激光器112可以被配置为产生处于指定波长的光信号，每个指定波长的光信号可以称为WDM系统中的信道。激光器112可以包括多种不同类型的激光器中的任一种，这些激光器包括例如垂直腔面发射激光器(VCSEL)、分布式布拉格反射激光器(DBR)、分布式反馈激光器(DFB)以及其他半导体激光器。在一些实施例中，可以使用梳状激光器来提供频率梳，所述频率梳的每个波长可以例如使用针对每个频率线的光调制器来调制。WDM系统还可以包括复用器118，所述复用器用于将来自激光器的多个光信号复用为WDM光信号。在WDM实施例中，可以针对每个信道(例如，针对每个光源)单独进行调制，从而使每个信道可以承载不同的信息。然后可以将经复用的信道发射到光纤132上。在光接收器120处，可以使用解复用器124来解复用WDM信号，以将WDM信号分离成其各个信道。每个信道可以经由波导被提供给多个光电检测器128中的其对应的或相应的光电检测器。
在各种实施方式(诸如硅光子学应用)中，可以通过在衬底上制造的平面波导结构传播光信号。可以使用的一个示例平面波导是平板波导。光信号在材料折射率相对高的平面平板内传播，所述平面平板被折射率较低的包层包围。纤芯/包层界面存在于纤芯区域与包层区域之间的边界处，使得当纤芯区域中的光以大于临界角的角度入射到该纤芯/包层界面上时，所述光被反射回到纤芯区域中。这用于通过全内反射将光限制在平板波导内，但是一些光能可能存在于纤芯外部的包层区域内。这通常称作渐逝能量或渐逝场。平板波导可以被配置为通过提供沿着平板的侧边延伸的肋、脊、条或者类似结构来承载多个独立的光信号。在平板内传播的光能可以被局部化在平板内的由这些结构限定的不同区域。
波导可以以各种各样的几何形状和构型来制造。如掩埋式沟道波导或嵌入式条形波导等的沟道波导通常可以包括材料折射率相对较高的纤芯，所述纤芯被折射率较低的包层包围。衬底可以形成包围的包层区域的至少一部分。
还可以使用脊形或肋形波导，并且所述脊形或肋形波导可以是通过将材料沉积在平板的所选择的区域上或从其上移除材料(或者二者皆有)从而造成平板波导的厚度变化来形成的。加载条形的波导可以是通过将材料的条沉积在平板上来形成的。所述条的折射率可以大于包层层的折射率，但是可以近似等于平板的折射率。可以包括所述条以引起平板在接近所述条的区域中的有效折射率的增大。虽然提供了各种集成波导示例，但是如上文所指出的，在一些实施方式中，可以使用分立部件来实施接收器。
耦合器可以被实施为具有扩口波导部分的光栅耦合器，其中，用于接合波导的相对较窄的端部部分扩大到用于与光纤耦合的更宽的端部部分。所述扩口部分包括长形散射元件，所述长形散射元件被定位成在耦合器与光纤或其他光学元件之间耦合光。
以上关于图1所图示和描述的通信系统仅仅是可以用来实施各实施例的通信系统的一个示例。可以用许多其他光通信系统中的任一系统来实施各实施例。
图2是根据各种实施例的用于检测光能的系统200的示例的框图。系统200可以包括光电二极管210，所述光电二极管用于将光信号转换为电信号并且放大所述电信号。系统200还可以包括电磁地耦合到光电二极管210的波导220。波导220可以接收例如来自光栅耦合器(未示出)或解复用器(例如，解复用器124)的光信号，并且将所接收的光信号引导到光电二极管210，从而使光电二极管210可以将光信号转换为电信号。光电二极管210可以包括掺杂锗区域212。例如，掺杂锗区域212可以是至少中等掺杂锗区域(例如，中等掺杂锗区域或高掺杂锗区域)。在一个实施例中，掺杂锗区域212可以是掺杂至大约2×1018个原子/cm3的浓度的p型区域。
光电二极管210可以包括与掺杂锗区域212直接接触的中等掺杂硅区域214。光电二极管210可以包括与中等掺杂硅区域214直接接触的本征硅区域216。如本文所使用的，术语“本征”指掺杂原子的浓度为至多大约5×1016个原子/cm3的半导体。光电二极管210可以包括与本征硅区域216直接接触的高掺杂硅区域218。
如本文所使用的，术语“区域”指光电二极管210的或其他器件的由特定材料占据的一部分。如本文所使用的，术语“中等掺杂”指掺杂原子的浓度在大约5×1016个原子/cm3至大约5×1018个原子/cm3之间的半导体。如本文所使用的，术语“高掺杂”指掺杂原子的浓度为至少大约2×1018个原子/cm3的半导体。如本文所使用的，术语“大约”特定值指当四舍五入到所述特定值的最低有效位时等于所述特定值的数字。如本文所使用的，术语“本征”指掺杂原子的浓度为至多大约5×1016个原子/cm3的半导体。认识到半导体制造技术通常不会产生零容差结果，术语“大约”还可以指在给定的用于制造器件的特定制造工艺的情况下可实现的数字。
图3是用于检测光能的系统的另一示例的截面的示意图。所述系统可以包括可耦合到波导的光电二极管300(例如，雪崩光电二极管300)。APD 300可以是Si/Ge雪崩光电二极管。应当理解，所图示的APD 300的各种层和部件不一定按比例绘制，而是以清楚地示出每个部件的方式进行图示。
所图示的示例中的APD 300包括衬底310(图3)。n型掺杂硅(n+Si)区域322可以设置在衬底310的至少一部分上。倍增区域324可以设置在n+Si区域322的至少一部分上。在这个示例中，倍增区域324被提供作为设置在n+Si区域322的至少一部分上的本征硅(i-Si)倍增区域324。本征硅(i-Si)倍增区域324可以是无意掺杂的并且其掺杂浓度是基于作为其外延生长的结果而存在的任何掺杂杂质。如以下所指出的，在一些实施例中，倍增区域324的掺杂浓度可以为大约1×1016cm-3或更小。
电荷区域326可以设置在本征硅倍增区域324的至少一部分上。在这个示例中，电荷区域326是p型掺杂硅(p-Si)区域。如以下所指出的，在一些实施例中，p-Si电荷区域326的掺杂浓度可以为大约2×1018cm-3。p-Si电荷区域326的掺杂浓度的范围将取决于吸收区域328的掺杂和本征硅倍增区域324的掺杂，并且在一些实施例中被选择为使电场集中在较薄的p-Si电荷区域326和本征硅倍增区域324中，较低的场集中在p+Ge吸收区域328中。
n+Si区域322、本征硅倍增区域324、和p-Si电荷区域326可以形成载流子倍增区域。倍增区域324可以提供器件的全耗尽的耗尽区域。吸收区域328可以是部分耗尽的，并且光生载流子可以通过扩散从吸收区域328行进到倍增区域324。
在一些实施例中，p+Ge吸收区域328的厚度为大约400nm、p-Si电荷区域326的厚度为50nm、以及本征硅倍增区域324的厚度为大约100nm。在各种实施例中，吸收区域328的厚度可以在大约100nm到大约1um的范围。然而，吸收区域328的厚度也影响温度敏感性，并且较薄的吸收区域可以提高稳定性。然而，如果吸收区域太薄，则在每光输入的电输出方面的响应度将会是低的。
虽然p-Si电荷区域326和本征硅倍增区域324可以具有其他厚度，但是在一些实施例中，这两个层的组合厚度为大约200nm或更小。
在所图示的示例中，p-Si电荷区域326的掺杂浓度为近似2×1018cm-3，虽然p-Si区域326可以具有其他掺杂浓度。在所图示的示例中的本征硅倍增区域324的掺杂浓度小于大约1×1016cm-3。在一些实施例中，本征硅倍增区域324的掺杂浓度小于5×1015cm-3。
吸收区域328可以设置在电荷区域326的至少一部分上。在这个示例中，吸收区域328是p+Ge区域并且可以是外延生长的。在一些实施例中，p+Ge吸收区域328是全注入的，以提供在其整个厚度上的全掺杂。在p+Ge吸收区域328的整个厚度上的全掺杂可以限制器件，使得电场主要限制在p-Si电荷区域326和倍增区域324中。因为温度依赖性与区域的厚度成比例，所以将电场限制在两个Si层(例如，p-Si电荷区域326和本征硅倍增区域324)并且使这些层极薄(例如，在一些实施例中大约为150nm或更小)具有使器件对温度极不敏感的作用。在图2中，区域322、324、326、328的厚度是沿着页面的顶部与底部之间的竖直维度测量的。
所图示的示例中的p+Ge吸收区域328的掺杂浓度为大约1×1018cm-3，虽然在其他实施例中，p+Ge吸收区域328可以具有其他掺杂浓度。在各种实施例中，针对p+Ge吸收区域328的掺杂不像掺杂级别那样严格，并且针对p+Ge吸收区域328的掺杂被充分掺杂以提供与第一金属接触件335的良好接触。例如，p+Ge吸收区域328的掺杂浓度可以高至大约1×1020cm-3。然而，如果p+Ge吸收区域328的掺杂浓度太高，则Ge将不会处于耗尽状态并且将不具有充足的光生载流子。如果太低(例如，低于大约1×1019cm-3)，则p+Ge吸收区域328将不会形成与第一金属接触件335的良好欧姆接触。
尽管未图示，但是可以将钝化区域设置在p+Ge吸收区域328、p-Si电荷区域326、和本征硅倍增区域324中的每一个区域的至少一部分上以用于被暴露于环境的表面。一个或多个第一金属接触件335可以设置在p+Ge吸收区域328上，并且一个或多个第二金属接触件336可以设置在n+Si倍增区域324上。
所接收的光信号(其可以经由波导传递到APD 300)可以渐逝地耦合到p+Ge吸收区域328，并且引起该p+Ge吸收区域328对光能的吸收。所吸收的光能可以将电子激发到导带(例如，产生自由电子)。在示例中，p+Ge吸收区域328可以具有至少大约5×1018个原子/cm3的p型掺杂浓度(例如，介于大约1×1018个原子/cm3至大约1×1020个原子/cm3之间的p型掺杂浓度)。
p-Si电荷区域326可以使自由电子加速。在所述区域同p+Ge吸收区域328的界面与所述区域同本征硅倍增区域324的界面之间，电场可以以相对陡峭的斜率增加。自由电子的漂移速度可以增加，直到达到p-Si电荷区域326的饱和速度为止。
本征硅倍增区域324可以放大自由电子的数量。例如，本征硅倍增区域324可以由于经加速的自由电子的碰撞电离而产生额外的自由电子。所述额外的自由电子可以通过这些额外的自由电子的碰撞电离而产生更多的电子。因此，本征硅区域216可以使自由电子的数量倍增。本征硅倍增区域324可以使自由电子或额外的自由电子中的一些电子加速以引起碰撞电离。另外，一些碰撞电离可以发生在p-Si电荷区域326中。
更高掺杂的n+Si区域322(即，接触区域)可以传导由吸收而产生的自由电子以及由碰撞电离而产生的自由电子。例如，n+Si区域322可以将电子传导到其他器件或电路、传导到金属接触件、传导到输出端子等。在示例中，n+Si区域322可以具有至少大约1×1020个原子/cm3的掺杂浓度。高掺杂n+Si区域322可以具有介于大约200nm至大约2μm之间的厚度。在一个实施例中，n+Si区域322可以具有大约220nm的厚度。
图4是根据各种实施例的图3的示例APD 300的截面的示意图。在这个示例中，APD400包括制造在衬底310上的与APD 300相同的结构，并且还图示了包括SiO2钝化层423、以及延伸穿过钝化层423的金属接触件335、336。尽管未图示，但是可以将波导(例如，波导220)耦合到所述器件。例如，在一个实施例中，波导可以端部耦合到掺杂区域322。与APD300一样，应当理解，所图示的APD 400的各种层和部件不一定按比例绘制，而是以清楚地示出每个部件的方式进行图示。在这个示例中还图示了：可以在金属接触件336被沉积的地方包括重掺杂区域442以提供欧姆接触。区域442可以提供多数载流子从n+Si区域322到金属接触件336的无阻碍传送。在一个实施例中，区域442中的半导体材料被足够重地掺杂使得电子隧穿成为可能。
图5是根据各种实施例的正交于图4中示出的视图观察时图3的示例APD 400的截面的示意图。在这个示例中，APD 400包括与APD 300相同的结构，但是还图示了端部耦合到掺杂区域322的波导515(例如，波导220)。波导515可以接收诸如来自光栅耦合器(未示出)或来自解复用器(例如，解复用器124)的光信号，并且将光信号从其源引导到APD 400。在各种实施例中，波导515可以包括本征硅。在这个示例中，波导515与掺杂区域322的表面直接接触，并且在一些实施例中，还可以与倍增区域324接触。来自波导515的光信号渐逝地耦合到吸收区域328，在所述吸收区域328中，光能被吸收区域328吸收。与APD 300一样，应当理解，所图示的APD 400的各种层和部件不一定按比例绘制，而是以清楚地示出每个部件的方式进行图示。
图6是图示了用于制作检测光能的光电二极管的示例方法的流程图。现在参照图6，操作602可以包括在衬底上形成n型硅层。可以通过沉积硅并且在硅中注入n型掺杂剂(例如，磷、砷、锑等)、通过提供包括硅层的晶片并且在硅层中注入n型掺杂剂等来形成所述n型硅层。如本文所使用的，术语“层”指覆盖另一区域或由另一区域覆盖的区域。例如，n型硅层可以是图3和图4的器件的高掺杂n+Si区域322。
操作604可以包括在n型硅层上形成本征硅层。例如，就图3和图4所图示的示例器件而言，可以通过在高掺杂n+Si区域322上沉积本征硅或反掺杂p型掺杂硅以形成本征硅来形成本征硅层。本征硅层可以包括少量掺杂(例如，少量p型掺杂或少量n型掺杂)。在一个示例中，本征硅层可以是图3和图4中所图示的器件的本征硅倍增区域324。
操作606可以包括在本征硅层上形成p型硅层。可以通过沉积硅并且在硅中注入p型掺杂剂(例如，硼、铝、镓等)来形成所述p型硅层。在一个示例中，本征硅层和p型硅层可以是通过单次沉积硅、接着在所沉积的硅的顶部部分中注入p型掺杂剂来形成的。在一个示例中，p型硅层可以是图3和图4中所图示的器件的p-Si电荷区域326。
如图3和图4的示例中所指出的，本征硅倍增区域324与p-Si电荷区域326的组合厚度为大约160nm或更小。在其他示例中，本征硅倍增区域324与p-Si电荷区域326的组合厚度为大约175nm或更小、在大约125nm到大约160nm的范围内、在大约125nm到大约160nm的范围内、或适合于实现针对给定应用的期望温度不敏感性水平的其他厚度。
在操作608处，方法600可以包括形成与p型硅层直接接触的p型锗层。在一些示例中，p型锗层可以是中等掺杂或高掺杂的。可以通过沉积锗并且在锗中注入p型掺杂剂来形成所述p型锗层。例如，p型锗层可以是图3和图4的示例的p+Ge吸收区域328。
示例器件。
如所指出的，在具有全掺杂p+Ge吸收区域328、大约50nm的电荷区域宽度和大约100nm的倍增区域宽度的情况下，与先前的III-V APD结果和先前的SiGe APD结果相比，击穿电压极其稳定。图6图示了本公开的实施例相比于常规器件的比较。图7中的表和附随的图表示出了InAlAs-InGaAs器件和InP-InGaAs器件，以及以ΔVbd/ΔT测量的击穿电压稳定性：在InAlAs-InGaAs器件的情况下范围为15mV/℃至40mV/℃，并且在InP-InGaAs器件的情况下范围为46mV/℃至100mV/℃。这与本公开的示例实施例的结果相比较，本公开的示例实施例在建模分析中实现了4.2mV/℃。
通过这样的示例实施例(具有大约400nm的全掺杂p+Ge吸收区域328宽度、大约50nm的电荷区域宽度和大约100nm的倍增区域宽度)实现的其他特征包括：从23℃到90℃的>15的高倍增增益；ΔVbd/ΔT＝4.2mV/℃的温度稳定性，所述温度稳定性在电信波长APD中可能尚未实现；在90℃的大约24.6GHz的高带宽，并且仅减少大约0.09％/℃；在90℃的>240GHz的高增益-带宽乘积，其仅减少大约0.24％/℃；以及当温度大于70℃时，大约100％的内部量子效率。
如本文所使用的，术语“或”可以以包括性或排他性的意义来解释。而且，不应将对单数形式的资源、操作或结构的描述理解为排除复数。除非另外具体规定，或在如所使用的上下文内以其他方式被理解，否则条件语言(除其他外，比如“可(can)”、“可以(could)”、“可能(might)”、或“会(may)”)一般地旨在传达某些实施例包括(而其他实施例不包括)某些特征、元素和/或步骤。
除非另外明确说明，否则本文档中使用的术语和短语及其变体应被解释为开放式的而不是限制性的。形容词(诸如“常规(conventional)”、“传统(traditional)”、“正常(normal)”、“标准(standard)”、“已知(known)”和类似含义的术语)不应被解释为将所描述的项限制为给定时间段或在给定时间可用的项，而是应该被理解为包含可能现在或将来的任何时候都可用或已知的常规、传统、正常或标准技术。在某些实例中，宽泛单词和短语(诸如“一个或多个”、“至少”、“但不限于”或其他类似的短语)的存在不应被理解为是指在这类宽泛短语可能不存在的情况下意图或要求更窄的情况。

Claims (19)

1.一种光电二极管，包括：
高掺杂n+Si区域；
设置在所述n+Si区域的至少一部分上的本征硅倍增区域，所述本征硅倍增具有大约90nm至110nm的厚度；
设置在所述本征硅倍增区域的至少一部分上的高掺杂p-Si电荷区域，所述p-Si电荷区域具有大约40nm至60nm的厚度；以及
设置在所述p-Si电荷区域的至少一部分上的p+Ge吸收区域；
其中，所述p+Ge吸收区域在其整个厚度上被掺杂。
2.如权利要求1所述的光电二极管，其中，所述n+Si区域的厚度为大约100nm，并且所述p-Si电荷区域的厚度为大约50nm。
3.如权利要求2所述的光电二极管，其中，所述p+Ge吸收区域将所述光电二极管的电场限制在所述本征硅倍增区域和所述p-Si电荷区域以实现大约4.2mV/℃的温度稳定性。
4.如权利要求1所述的光电二极管，在90℃具有大约24.6GHz的带宽。
5.如权利要求1所述的光电二极管，在90℃具有>240GHz的增益-带宽乘积。
6.如权利要求1所述的光电二极管，在大于70℃的温度具有大约100％的内部量子效率。
7.如权利要求1所述的光电二极管，其中，所述n+Si区域的掺杂为大约1×1020cm-3。
8.如权利要求1所述的光电二极管，其中，所述本征硅倍增区域的掺杂小于大约1×1016cm-3。
9.如权利要求1所述的光电二极管，其中，所述p-Si电荷区域的掺杂为大约2×1018cm-3。
10.一种方法，包括：
形成高掺杂n+Si区域；
在所述n+Si区域的至少一部分上形成本征硅倍增区域，所述本征硅倍增具有大约90nm至110nm的厚度；
在所述本征硅倍增区域的至少一部分上形成高掺杂p-Si电荷区域，所述p-Si电荷区域具有大约40nm至60nm的厚度；以及
在所述p-Si电荷区域的至少一部分上形成p+Ge吸收区域；
其中，所述p+Ge吸收区域在其整个厚度上被掺杂。
11.如权利要求2所述的方法，其中，所述n+Si区域的厚度为大约100nm，并且所述p-Si电荷区域的厚度为大约50nm。
12.如权利要求11所述的方法，其中，所述p+Ge吸收区域将所述光电二极管的电场限制在所述本征硅倍增区域和所述p-Si电荷区域以实现大约4.2mV/℃的温度稳定性。
13.如权利要求10所述的方法，其中，所述n+Si区域的掺杂为大约1×1020cm-3。
14.如权利要求10所述的光电二极管，其中，所述本征硅倍增区域的掺杂小于大约1×1016cm-3。
15.如权利要求10所述的光电二极管，其中，所述p-Si电荷区域的掺杂为大约2×1018cm-3。
16.一种用于光通信系统的集成光子接收器，所述接收器包括：
光耦合器，所述光耦合器用于将接收的光耦合到所述接收器；
耦合到所述光耦合器的解复用器，所述解复用器用于将所述接收的光解复用到多个信道中；
耦合到所述解复用器的多个光电二极管，所述多个光电二极管中的每个光电二极管包括：
高掺杂n+Si区域；
设置在所述n+Si区域的至少一部分上的本征硅倍增区域，所述本征硅倍增具有大约90nm至110nm的厚度；
设置在所述本征硅倍增区域的至少一部分上的高掺杂p-Si电荷区域，所述p-Si电荷区域具有大约40nm至60nm的厚度；以及
设置在所述p-Si电荷区域的至少一部分上的p+Ge吸收区域；
其中，所述p+Ge吸收区域在其整个厚度上被掺杂。
17.如权利要求16所述的集成光子接收器，其中，所述n+Si区域的厚度为大约100nm，并且所述p-Si电荷区域的厚度为大约50nm。
18.如权利要求17所述的集成光子接收器，其中，所述p+Ge吸收区域将所述光电二极管的电场限制在所述本征硅倍增区域和所述p-Si电荷区域以实现大约4.2mV/℃的温度稳定性。
19.如权利要求16所述的集成光子接收器，进一步包括：将所述多个光电二极管耦合到所述解复用器的多个波导，其中，所述多个波导中的每个波导端部耦合到其对应光电二极管的所述高掺杂n+Si区域的表面的至少一部分。
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