CN1768416A - 集成于绝缘衬底上外延硅薄板上的多晶锗基波导检测器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种光电检测器，其具有在绝缘衬底上外延硅(SOI)结构上形成的相对较薄(亚微米)的硅质光波导管，上述SOI结构包含一层多晶锗层，所设置的多晶锗层用于耦合至少部分沿着硅光波导管传播的光信号。光信号被严格限定在波导结构中，使得能够有效地迅速衰减耦合到多晶锗检测器中。硅质光波导可以包含任何所希望的几何形状，多晶锗检测器或者覆盖部分波导管，或者对接耦合到波导管的一端部。在覆盖部分波导管时，多晶锗检测器可以包含“包裹覆盖”的形状来覆盖光波导管的侧面和顶面，并在检测器的相对的两端上形成电接点。

Description

集成于绝缘衬底上外延硅薄板上的多晶锗基波导检测器

相关申请的引用

本申请要求于2003年3月31日提交的临时申请第60/459,348作为优先权。

技术领域

本发明涉及光检测器，特别涉及集成于绝缘衬底上外延硅(silicon-on-insulator，简称SOI)薄板上的多晶锗基波导检测器。

背景技术

在SOI基的光电基板中，相对较薄(例如，＜1μm)的硅质波导管被用来分配穿过整个晶片的光线，并提供多种光学功能(例如，分割/结合、调制、开关、多路传输/分路传输、增溢/衰减、均衡和色散补偿)。在SOI平台上的薄波导管内光耦合能力和操控能力能够在单一硅晶片上真正实现光学部件和微电子元件的集成。在光通讯行业中导致高成本、高功率消耗和光学元件/系统的大形状系数(form factors)的原因之一就是缺乏可用的部件集成。现今的光电子行业依赖于分散的组件和各种元件的混合集成，与上世纪60年代的IC行业类似，这些分散的元器件是开环的，其中，环路最终由外部来闭合(例如使用外部的光学部件和电子元件)，导致高成本和低产出。使用晶片上(on-chip)反馈控制技术，模拟IC能以很低的成本满足高精度的要求，尽管运行条件明显改变。

由光子向电子的转换，对于微光子学与微电子学的成功集成来说是必不可少的。InGaAs基的PIN光电检测器，由于其高的响应率和速度通常被用于远程通讯应用中。InGaAs基检测器大多是正入射式检测器，将这样的器件集成于硅表面的成本很高。此外，集成高速InGaAs检测器需要特殊的光学部件将光聚焦于小的活性面积区，现已发现，这将影响器件的工作特性。

锗基区域检测器是现有技术中人们所公知的。锗检测器提供较InGaAs基检测器更高的暗电流，这使锗检测器在远程通讯行业中的应用受到限制。近年来，人们已经进行了许多努力来改善多晶锗基检测器在这些应用中的表现。在题为“Efficient high-speed near-infrared Ge photodetectors integrated on Sisubstrates”的文章中讨论了一个现有技术的多晶锗检测器，该文章由L.Colace等发表于Applied Physics Letters，Vol.76，p1231，2000。

鉴于以上所述，目前仍然需求实现低成本、有效的光/电转换的机构，以简化在单一硅基晶片上集成光学和电子学功能。

发明内容

本发明解决了现有技术中存在的上述需求，本发明涉及光学检测器，特别是涉及集成于绝缘衬底上外延硅(SOI)薄板上的多晶锗基波导检测器。

特别是，本发明涉及多种不同的多晶锗基的光电检测器结构，这些结构与SOI平台中形成的相对较薄的硅质波导管单片集成。多晶锗可以用多种方法形成，例如物理气相沉积(PVD)或化学气相沉积(CVD)，但并不限于这些方法。在SOI基的薄型硅质波导管中，由于折射率衬比(index contrast)较大(n_Si＝3.5，n_SiO2＝1.5)，使得光学模受到严格限制。根据本发明，在硅质波导管中传播的光，当到达被多晶锗层覆盖的区域时，光被吸收到多晶锗层中。锗的带隙(band gap)(～0.72eV)确保了有效地吸收近红外波长的光。使用在多晶锗层上制备的适当的电极结构，可以有效地收集由于吸收光而产生的电子—空穴对。通过多晶锗层的物理尺度(例如高度、宽度和长度)可以控制吸收光的量。

在本发明的多晶锗检测器的一个优选实施方式中，检测器层是一个包裹覆盖的几何体(wrap-around geometry)，位于在SOI板上形成的硅带波导管上面，带有在硅带的两个侧面中任一侧上形成的接点用于对检测器加偏压。波导管横向尺度狭窄(～1μm)，使得可以进行高速、低暗电流的高响应性的操作，因为与正入射式检测器相比其面积明显变小。

在另一个实施方式中，多晶锗层直接形成于板状硅波导管上，使用在硅层中设置的聚焦元件(例如反射镜、透镜或凹面光栅)将光聚焦在多晶锗检测器上。那么在硅中因其高折射率而可以产生的聚焦点的尺寸为：

$W_{\min }=\left(\frac{0.6{\mathrm{\λ}}_{\mathrm{Si}}}{\mathrm{NA}}\right)$

式中，W_min是光束最小直径，λ_Si是硅中的光束波长，NA是聚焦元件的数值孔径。硅中的光束波长远小于在自由空间中的，这使得光可以非常狭窄地聚焦在薄的硅波导管中。因而，检测区域可以非常小(例如10μm²)，可以进行检测器的高速运作。另外，多晶锗检测器层的形状可以被修整以使反射损失最小化和/或使光线在检测器中准确聚焦。

在本发明的又一个实施方式中，多晶锗检测器形成在一个狭窄的硅质梁(rib)状波导管上，这样光束沿着梁状波导管传播，在波导管的整个长度上与多晶锗层发生相互作用。这导致在吸收长度上没有缺陷，使得光线被全部吸收，并且和载流子收集长度是相同的(与正入射型检测器相同)。在本发明的这种配置中，载流子收集长度保持一样，而光的吸收通过多晶锗检测器的长度单独进行控制。

附图简要说明

图1显示现有技术的正入射式光电检测器的横断面示意图。

图2是本发明的多晶锗光电检测器可以在其上面形成的典型SOI结构的横断面示意图。

图3(a)和(b)分别是含有板状波导管的典型SOI结构的横断面示意图和等角图。

图4(a)和(b)分别是图3中所示的在板状波导管的SOI结构上形成的多晶锗检测器的横断面示意图和等角图。

图5(a)和(b)分别为图4所示的配置的另一实施方式的横断面示意图和等角图，其中在波导管和检测器之间存在电介质层。

图6(a)和(b)分别为含有带状波导管的典型SOI结构的横断面图和等角图。

图7(a)和(b)分别是在图6的带状波导管SOI结构上形成的多晶锗检测器的横断面图和等角图。

图8(a)和(b)分别是图7所示的配置的另一实施方式的横断面图和等角图，其中在波导管和检测器之间存在电介质层。

图9(a)和(b)分别是含有梁状波导管的典型SOI结构的横断面图和等角图。

图10(a)和(b)分别是图9所示梁状波导管SOI结构上形成的多晶锗检测器的横断面图和等角图。

图11(a)和(b)分别是图10所示的配置的另一实施方式的横断面图和等角图，其中包括在板状波导层和梁状波导结构之间存在的电介质层。

图12是SOI基的带状波导管配置的侧视图，其包括本发明的多晶锗检测器，该检测器形成于沿着SOI结构上表面的带状波导管的终端。

图13是SOI基的梁状波导管配置的侧视图，其包括本发明的多晶锗检测器，该检测器形成于沿着SOI结构上表面的梁状波导管的终端。

图14是多晶硅梁状波导管的侧视图，其形成于多晶硅带状波导管之上，多晶硅带状波导管通过一介电绝缘层与之相分隔，所述的多晶锗检测器具有在和带状波导管相耦合的波导管的末端形成的接点。

图15是多晶硅梁状波导管的侧视图，其形成于之上，硅质带状波导管通过一电介质绝缘层与在硅质带状波导管的末端之上形成的多晶锗检测器相分隔。

图16(a)～(e)是使用本发明的多晶锗检测器的各种光电系统的示意图。

图17是锗的吸收量的示意曲线图。

具体实施方式

在详述本发明的多晶锗SOI基光电检测器之前，有必要简单介绍常规的正入射式光电检测器。图1表示一种以往的传统检测器1的横断面图。检测器1被认为是“正”入射式光电检测器，因为入射光束的方向垂直于冲击表面的平面，在该情况下冲击表面是AR涂层2。检测器1是p-i-n型光电检测器，包含p型掺杂的多晶锗层3、本征掺杂层4和n型掺杂层5。如图所示，在检测器1的相对的面上形成接点，即底面触点6和顶面的环状触点7。层3、4和5的厚度和掺杂决定光的吸收量和检测器1的响应速度。p型掺杂层3的吸收面积一般在100μm²的数量级(这样大的吸收面积是由于缺少有效控制成本的方法将光聚焦在检测器1内而引起的)。这些常规的现有技术检测器的相对较大的吸收面积使其应用范围局限于能容许所产生的较高暗电流的应用。在有些情况下，降低p-i-n层的厚度以提高响应速度，但要牺牲响应率(因为吸收减少了)。

图2是典型的SOI结构10的横断面图，在SOI结构之上设置了多晶锗层，用来作为根据本发明技术的光电检测器。如图所示，SOI结构10包括硅衬底12，其上形成二氧化硅覆盖的氧化物层14。相对较薄的板状硅质波导层16形成于被覆盖的氧化物层14之上，其中，该板状硅质波导管16用于光信号沿着波导管方向的传播。在部分波导层16之上设置多晶锗层18。如下面所述，对于本发明的每一实施方式十分重要的是，它包含一个单片集成的多晶锗检测器，该检测器与相对较薄(亚微米)的硅质波导管结合，硅质波导管形成于SOI基的光电平台之上，后者使用近红外波长(例如1.1-1.7μm)的光运行。如同下面各种实施方式中详细说明的那样，两个电接点都是在器件的“上端面”上形成(即平面的接点形状)，这是因为从制造和封装的角度考虑较现有技术的“顶面”和“底面”接点容易加工。

参照图2，使用相对较薄(即＜1μm)的硅质波导管16可以有效地将传播的光信号限定在顶端的范围。随着信号沿着波导管传播，其与多晶锗层18耦合产生电子—空穴对。两个分隔开的金属电接点(将在下文中详述)间的距离可以设置得很短，大约为波导管尺度的数量级，以确保在不牺牲响应率的情况下高速运行。本发明的波导管检测器配置中的光的吸收，是通过多晶锗检测器层18的长度和掺杂来控制，这将在下文中详细说明。

由于波导层16的亚微米尺寸的结果，光学模的逐渐衰减的尾部延伸到硅质波导层以外，使其对波导管的顶面和底面很敏感。对于本发明来说重要的是，多晶锗层形成于硅质波导管之上，以便将传播的光吸收在波导管中。

如图17所示，锗的禁带宽度(～0.72eV)使得其可以有效吸收近红外波长的光。多晶锗层可以采用多种传统方法形成，这些方法包括(但不限于)物理气相沉积(PVD)或化学气相沉积(CVD)。

本发明涉及将光限制到具有非常狭小的尺度(如，高度＜1μm，宽度＜1μm)的硅质波导管中。这种对光的严密的限制使得能够制造很小尺寸度的检测器。波导管的狭小的尺寸还放宽了与现有技术的大面积检测器相关的限制，例如图1所示的现有技术配置。材料缺陷例如穿透位错(threadingdislocation)以及细小的晶粒尺寸对现有技术的检测器产生有害的影响。薄膜晶体管行业的技术，例如周期退火和激光退火，可以用来提高多晶锗材料的品质从而得到更好的电子学和光学性特。在本发明的多晶锗检测器的形成过程中的适度的工艺过程控制，可以改变晶粒尺寸和穿透位错的大小，从而提高检测器在降低暗电流、提高载体寿命和提高迁移率方面的特性。

多晶锗材料也可以掺杂适当的掺杂剂，例如硼(对于p型掺杂)或者P、As或Sb(对于n型掺杂)，以形成横向的p-i-n结构。基于p-i-n结构的光电检测器还可以通过使用适当位置的接点(电极)来形成。例如，未掺杂的锗吸收层可以设置在p型高度掺杂接点层和n型高度掺杂接点层之间，当向光电检测器施加反向偏置电压时，空区宽度增加，减少了载流子的渡越时间。在SOI结构的硅质波导管中传播的光学模，当与多晶锗区相互作用时产生电子—空穴对。在适当位置设置的电极对这些电子—空穴对进行集电，集电效率由两电极间的距离以及多晶锗材料的品质来决定。

因为每吸收一个光子就产生一个电子—空穴对，所以电子—空穴对的产生直接与光的吸收有关。光子产生速率g_OP由下式表示：

$g_{\mathrm{op}}=\frac{\mathrm{\α}{P}_{\mathrm{in}}\mathrm{\λ}}{\mathrm{Ahc}}$

式中，A是光电二极管的受照面积，P_in是入射功率，α是吸收系数，h是普朗克常数，c是真空中的光速，λ是光的波长。例如，使用尺寸为1μm×10μm×0.2μm的多晶锗检测器，如果λ＝1.55μm且功率为1μW的入射光信号被检测器吸收，则在检测器体积中产生的电子—空穴对数量大约为8×10¹³cm^-3。因此，由热产生的电子—空穴对浓度约为20。由于对光的严密限制，很大量的能量被提供给多晶锗检测器，导致比热激发产生的电子—空穴对至少多两个数量级。

假设产生的所有电子—空穴对都形成光电流，则光电流可以由下列积分式表示：

$I_{\mathrm{ph}}=\mathrm{qA}\underset{-\mathrm{xp}}{\overset{\mathrm{xn}+d}{\∫}}{g}_{\mathrm{op}}\mathrm{dx}$

式中，d为未掺杂区域(空区)的厚度，q是电子电荷，在整个空区的宽度上进行积分。在所有情形下，积分式可以简化为：

$I_{\mathrm{ph}}=\frac{q(1-R)P_{\mathrm{in}}\mathrm{\λ}}{\mathrm{hc}}(1-e^{-\mathrm{ad}})$

式中，R是在波导管和检测器的界面处的反射。对于10μm长的检测器，λ＝1.55μm、P_in＝1μW且α＝10³cm^-1的近红外波长的光产生1μA的电流。在现有技术中，据报道，对于如图1所示的正入射式检测器，一般的暗电流在10^-3A/cm²的数量级。与此相比，本发明的多晶锗基波导管检测器(～10μm²)的预期暗电流在1nA的数量级，导致较高的信噪比。

在本发明的大多数实施方式中，波导层16包括下列三种几何形状中的一种：(1)板状，(2)带状和(3)梁状。图3(a)和(b)分别是板状波导管SOI基结构的横断面图和等角图。在这一实施例中，上部硅质波导层用16_slab表示。图3(a)的横断面图也显示了一个沿板状波导管16_slab传播的信号的典型的光学模。由于硅质板状波导管16_slab的厚度在亚微米范围，光学模的逐渐误差的尾部延伸到波导层16_slab之外，使得光学模对于波导层16_slab的顶面17和底面19都很敏感。便利的是，多晶锗检测器可以设置在波导层16_slab的顶面17上来捕获光学模延伸到层16的顶面17之外的那部分光学模。

图4(a)和(b)表示与板状波导管一起使用的本发明的一个典型光电检测器，其中，多晶锗层18设置在图3的SOI基结构10的顶面。参照图2，从图4(a)中可以清楚地看出光学模被耦合到多晶锗层18中，从而发生光的吸收。如图所示，沿着层18的相对的两侧形成一对电接点20₁和20₂，其中，吸收的光量通过沿着结构10侧面的层18的长度来控制。在图中未显示的一种配置中，在同一波导层16_slab上可以形成一组这样的检测器，用以吸收沿着相同波导层16_slab中传播的不同波长的光(例如在波长分割多路转换(WDM)通讯系统中)。

如果需要将检测器与硅质波导层16_slab电绝缘，可以在波导层16_slab的顶面17之上覆盖设置一层绝缘层22(例如SiO₂)。图5(a)和(b)分别表示这种结构的横断面图和等角图。在多数情形下，这一层可以在下部的硅质波导层16_slab上生长出来，或者可以沉积形成层22。现已发现，在本发明的光电检测器结构中包含绝缘层22是有用的，可以简化多晶锗检测器层18与硅质波导层16的集成过程。

图6(a)和(b)分别表示带状波导管SOI基的结构的横断面图和等角图。在这一实施例中，上部的硅质带状波导层标示为16_strip。图6(a)的横断面图图解说明了沿着带状波导管16_strip进行信号传输的典型的光学模。由于硅质带状波导管16_strip的亚微米厚度和宽度，光学模在垂直和水平方向上被很好地限定。因而表现出较图3中的板状波导管形状更高的信号功率，该信号功率是侧向尺寸的函数。

图7(a)和(b)表示应用了如图6所示的带状波导管形状的本发明的典型多晶锗光电检测器的配置。如图7所示，形成的多晶锗检测器层18构成一个“包裹覆盖”的形状，以便完全覆盖硅质带状波导层16_strip的顶面和侧面。特别是，如图7(a)和(b)所示，形成的检测器层18包含有第一侧面部分18₁和第二侧面部分18₂，其中18₁与波导层16_strip一侧上的被覆氧化物层14的顶面接触，18₂与波导层16_strip的相反一侧上的被覆氧化物层14的顶面接触。在这种情况下，第一电接点20₁位于多晶锗层18的第一部分18₁之上，第二电接点20₂位于多晶锗层18的第二部分18₂之上。尽管带状波导层16_strip的横断面被显示为长方形，但也可以是其他形状。而且，也可以形成各种不同形式的带状波导管，包括Y-分束器(splitters)、环状共振腔和/或耦合器，具有沿着不同的波导管部分以相似的包裹覆盖形式设置的分隔的检测器。

如同上述讨论的板状形状一样，在硅质带状波导层16_strip和多晶锗光电检测器层18之间可以设置绝缘层22，如图8所示。该层22用来在波导层16和与多晶锗检测器18相连的电接点20之间提供电绝缘。如果选择合适的材料，绝缘层22可以简化多晶锗层18与传统SOI结构10的集成过程。

图9(a)和(b)分别表示了梁状波导管结构的横断面图和等角图。本实施例中，在部分板状硅质波导层16_slab上形成多晶硅质梁状波导层16_rib。多晶硅质梁16_rib与板状波导层16_slab组合使用，使得光学模进入梁的部分，因而可以满足板状波导管形状的横向限制。图9(a)的横断面图清楚地显示了典型光学模耦合到硅质梁状波导管16_rib上。由于硅质梁状波导管16_rib的厚度和宽度都是亚微米的，光学模的逐渐衰减的尾部延伸至波导层16_rib之外，使得光学模对梁状波导层16_rib的顶面17和底面19都很敏感。有利的是，多晶锗检测器可以设置在波导层16_slab的顶面17上以捕获延伸到层16的顶面17之外的那部分光学模。

图10(a)和(b)表示应用了如图9所示的梁状波导管形状的本发明的典型多晶锗光电检测器的配置。如图10所示，与上面参照图7所描述的配置相类似，形成的多晶锗检测器层18包含一个“包裹覆盖”的形状，从而完全覆盖了多晶硅梁状波导层16_rib的顶面和侧面。特别是，如图10(a)和(b)所清楚地表示的那样，形成的检测器层18包含有第一侧面部分18₁和第二侧面部分18₂，其中，18₁在梁状波导层16_rib的一侧上与硅质板状波导层16_slab的顶面接触，18₂在梁状波导层16_rib的相对一侧上与硅质板状波导层16_slab的顶面接触。在这种情况下，第一电接点20₁位于多晶锗层18的第一部分18₁之上，第二电接点20₂位于多晶锗层18的第二部分18₂之上。尽管梁状波导层16_rib的横断面被显示为长方形，但也可以是其他形状。而且，可以形成各种形式的梁状状波导管，包括Y一分束器(splitters)、环状共振腔和/或耦合器，具有沿着不同的波导管部分以相似的包裹覆盖形式设置的分隔的检测器。

与上述讨论的板状形状和带状形状类似，如图11所示，在硅质板状波导层16_slab和多晶硅梁状波导层16_rib之间可以设置绝缘层22，。该层22用来在波导层16和与多晶锗检测器18相连的电接点20之间提供电绝缘。如果选择合适的材料，绝缘层22可以简化多晶锗层18与传统SOI结构10的集成过程。

图12是本发明另一实施方式的等角图，其为由硅质带状波导层16_strip和多晶锗检测器层18形成共面结构。特别是，如图12所示，多晶锗检测器层18配置在硅质带状波导层16_strip的终端区域T。如前所述，沿着检测器层18的相对两侧设置一对电接点20₁和20₂。本发明的这一特定的实施方式可以用于需要进行完全的光电转换的场合，因为沿着带状波导层16_strip传播的光学模可以被全部吸收到多晶锗层18中，产生电子—空穴对。图13表示的是图12的配置的另一种实施方式其中，在硅质带状波导层16_strip和硅质梁状波导层16_rib之间加入了绝缘层22。与图12的配置同样，所有传播的光信号将被多晶锗检测器层18所吸收。图13是在绝缘层22之上形成的多晶硅梁状波导管结构的等角图，绝缘层22设置在硅质带状波导管之上。多晶锗检测器18被设置在多晶硅梁状波导层和硅质带状波导层的终端。

图14中所示的配置的不同点在于，锗层18不是直接形成于被埋置的氧化物层14之上，而是配置在多晶硅负载的带状波导层16_strip的区域上。与上面所述的配置同样，如图15所示，可以在多晶硅负载的带状波导层16_strip和多晶硅质梁状波导层16_rib之间配置绝缘层22。

图15中所示的配置略有不同，因为锗层18不是直接形成在被埋置的氧化物层14之上，而是配置在硅负载的带状波导层16_strip的区段之上。与上面所述的配置相同，如图15所示，可以在硅负载的带状波导层16_strip和多晶硅质梁状波导层16_rib之间配置绝缘层22。

图16(a)～(e)表示可以使用本发明的SOI基的平板的多晶锗检测器的高级形式的各种系统。如同上面参照图1所说明的那样，使用本发明的设计较传统的正入射式检测器有几方面的优势。首先，使用分散的InGaAs检测器与使用本发明的相比缺乏实用性，在本发明中，多晶锗检测器直接形成在狭窄的SOI结构波导管之上。此外，耦合的波导管基的分支(tap)可以用来监测发射/反射的功率，如图16(a)所示。以往传统的分支手段分出某一特定波长需要昂贵的滤光片和精确的光学校准。根据本发明，一个简单的环形共振腔构造(图16(b))可以用来分出特定的波长，用于监视目的或用于完全流出(drop off)。也可以使用多路“分支”，用多个独立的波导管来监视不同的波长(图16(c))。一种常用的波长多路传输/分路传输的方法涉及使用昂贵的多层窄带绝缘薄膜滤光片，其需要精确的光学校准，因而被认为是不经济的。根据本发明，可以使用在硅上蚀刻出的凹光栅(如图16(d)所示)来分路传输不同的波长进入单独的硅波导管，单独的多晶锗检测器与每个波导管相联系。在线监测是另一种有用的监测功能，在使用了本发明的多晶锗检测器后可以被简化，如图16(e)所示。

不言而喻，本发明的上述实施方式仅仅是示例性的，不应视为对本发明范围的限定和限制，本发明的范围是由权利要求限定的。

Claims (21)

1.基于绝缘衬底上外延硅(SOI)平台的光电检测器结构，其特征在于，所述光电检测器结构包括：

包含有顶部主表面的硅衬底；

配置成覆盖所述硅衬底的顶部主表面的埋置的氧化物层，所述埋置的氧化物层包含有顶部主表面；

配置成覆盖所述埋置的氧化物层顶部主表面的至少一部分的、亚微米厚度的硅质光波导层；

配置成接触所述硅质光波导层的一部分的多晶锗检测器层；以及

配置在所述多晶锗检测器层的横向相对的末端的一对电接点，其中，所述多晶锗检测器层具有适合于吸收沿着亚微米厚度硅质光波导层传播的光信号的带隙，并在上述电接点对之间产生电输出信号。

2.权利要求1所述的光电检测器结构，其中，所述光电检测器结构还包含一个设置在亚微米厚度的硅质光波导层和多晶锗检测器层之间的电介质层。

3.权利要求2所述的光电检测器结构，其中，所述电介质层包含一个生长出的SiO₂层。

4.权利要求1所述的光电检测器结构，其中，所述亚微米厚度的硅质光波导层是板状形状，所设置的多晶锗检测器层覆盖所述板状波导层的顶部主表面部分。

5.权利要求1所述的光电检测器结构，其中，所述亚微米厚度的硅质光波导层是带状形状，所设置的多晶锗检测器层共形地覆盖所述被埋置的氧化物层的顶部主表面的一部分，以及所述硅质带状波导层的侧面和顶面。

6.权利要求5所述的光电检测器结构，其中，所述的一对电接点设置在多晶锗层的与下面的被埋置的氧化物层直接接触的那些部分上。

7.权利要求6所述的光电检测器结构，其中，所述光电检测器结构还包括设置在亚微米的硅质带状光波导层和多晶锗层之间的电介质层。

8.权利要求6所述的光电检测器结构，其中，硅质带状波导是长方形形状。

9.权利要求6所述的光电检测器结构，其中，硅质带状波导的几何形状包括Y-分束器、环状共振腔和/或耦合波导管之类的元件。

10.权利要求6所述的光电检测器结构，其中，多晶锗检测器层设置在硅质带状波导层的末端，以便覆盖被埋置氧化物层的顶面的一部分。

11.权利要求1所述的光电检测器结构，其中，所述亚微米厚度的硅质光波导层是板状层，多晶硅梁状波导管被设置覆盖所述板的顶部主表面的一部分，多晶锗检测器层被设置共形地覆盖梁状波导层的顶部主表面的一部分部分，以及硅质梁状波导层的侧面和顶面。

12.权利要求11所述的光电检测器结构，其中，在硅质板状波导层和多晶硅梁状波导层之间设置介电绝缘层。

13.权利要求11所述的光电检测器结构，其中，多晶硅质梁状波导的几何形状包括Y-分束器、环状共振腔和/或耦合波导管之类的元件。

14.权利要求1所述的光电检测器结构，其中，所述亚微米厚度的硅质光波导层包含一个硅质带状层，多晶硅梁状波导管被配置成覆盖所述带的顶部主表面的一部分，并且多晶锗检测器层被配置成共形地覆盖所述带状波导层的顶部主表面的一部分，以及硅质带状波导层的侧面和顶面。

15.权利要求14所述的光电检测器结构，其中，多晶锗检测器层配置在硅质带状波导层和多晶硅梁状波导层的末端。

16.权利要求14所述的光电检测器结构，其中，所述的多晶锗检测器层被配置成共形地覆盖硅质带状波导层的顶部主表面的一部分，以及位于多晶硅梁状波导层的末端的硅质带状波导层的侧面和顶面。

17.权利要求14所述的光电检测器结构，其中，所述亚微米厚度的硅质光波导层包含有多晶硅带状波导层，配置了一个多晶硅梁状波导层覆盖多晶硅带状波导层的顶部主表面的一部分。

18.权利要求17所述的光电检测器结构，其中，多晶锗检测器层设置于多晶硅质带状波导层和多晶硅梁状波导层的末端。

19.权利要求18所述的光电检测器结构，其中，多晶锗检测器层被配置成共形地覆盖多晶硅带状波导层的顶部主表面的一部分，以及位于多晶硅梁状波导层的末端的硅质带状波导层的侧面和顶面。

20.权利要求1所述的光电检测器结构，其中，所述多晶锗检测器层包括p型掺杂和n型掺杂的横向区域，在检测器内形成PN结。

21.权利要求1所述的光电检测器结构，其中，所述多晶锗检测器层包括p型掺杂和n型掺杂的横向的、分离的区域，形成PIN结构光电检测器。

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