[发明专利]倒平面雪崩光电二极管

说明书

技术领域

本发明的实施例总体涉及光学器件，并且更具体地但是不排它地涉及 光探测器。

背景技术

随着互联网数据业务增长率正赶上电话业务，对于快速和有效的基于 光的技术的需求日益增长，推动了对光纤光通信的需求。在密集波分复用 (DWDM)系统中在相同光纤上进行的多光通道传输提供了简单的方式来 使用由光纤光学器件提供的空前的容量(信号带宽)。系统中通常使用的光 学部件包括：波分复用(WDM)发送器和接收器，诸如衍射光栅、薄膜滤 光器、光纤布拉格光栅、阵列波导光栅的光学滤光器，光分/插复用器和激 光器。光电二极管可以用作光探测器以通过将入射光转换为电信号来探测 光。可以将电路耦接至光探测器以接收表示入射光的电信号。然后电路可 以根据期望的应用来处理电信号。雪崩光探测器提供内部电增益并且因此 具有适合于非常微弱的光信号探测的高灵敏度。

附图说明

参照以下附图描述本发明的非限制性的和非穷举的实施例，其中，遍 及各个视图，类似的参考数字指类似的部件，除非另外指明。

图1是示例根据本发明的教导的在系统的吸收层和半导体基底层之间 具有倍增层的倒平面雪崩光探测器的横截面视图的范例的图示。

具体实施方式

公开了用于倒平面雪崩光探测器(APD)的方法和设备。为了提供对 本发明的彻底的理解，在以下描述中提出了许多具体细节。然而，对本领 域技术人员来说，不必采用具体细节来实施本发明是明显的。在其它实例 中，为了避免使本发明不清楚，不详细描述公知材料和方法。

整个说明书中引用的“一个实施例”或“实施例”意指结合实施例描 述的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。从而，整 个说明书中多个地方出现的短语“在一个实施例中”或“在实施例中”不 必全指相同实施例。此外，可以在一个或多个实施例中以任何合适的方式 组合特定特征、结构或特性。另外，应当理解，同此提供的附图是用于对 本领域技术人员的解释目的，并且附图不必按比例绘制。此外，应当理解， 根据本发明的教导，在此公开中描述的参杂浓度、厚度以及材料等的具体 范例是用于解释目的，并且可以使用其它参杂浓度、厚度以及材料等。

图1是总体示例根据本发明的范例的包括倒平面雪崩光探测器(APD) 101的系统102的横截面视图的图示。在示例的范例中，将光或光束124从 光源139引导至APD 101。取决于具体应用，光束124可以源自光源139 或可以是从光源139反射的。在一个范例中，可以可选地将光束124直接 从光源139引导或聚焦至APD 101，或可以穿过光学元件137将其引导至 APD 101。

在图1中描绘的范例中，应当注意，为解释目的，光或光束124示例 为从“顶部”引导至APD 101。然而，在另一范例中，应当理解，根据本 发明的教导，光或光束124可以从“顶部”或“底部”引导至APD 101。

应当理解，在多种应用和配置中，可以使用一个或多个APD 101。例 如，取决于具体应用，应当理解，在电信中，可以单独地采用APD 101来 例如探测以低功率光束124编码的信号。在另一范例中，APD 101可以是 用于感测图像等的以阵列或格栅布置的多个APD中的一个。例如，以格栅 布置的阵列APD可以用于感测图像，类似于互补金属氧化物半导体 (CMOS)传感器阵列等。

在一个范例中，光学元件137可以包括透镜或其它类型的折射或衍射 光学元件，使得利用包括光束124的照明将图像引导或聚焦在APD 101的 阵列上。光束124可以包括可见光、红外光和/或跨可见至红外光谱的波长 的组合等。例如，在一个范例中，APD 101对波长在约1.0μm-1.6μm范围 内的光束124敏感。

在示例的范例中，APD 101功能上是将光信号转换为电信号的光电二 极管和以增益来倍增探测的信号的放大器的组合。如所示，APD 101包括 半导体基底层103、邻近半导体基底层设置的倍增层107以及邻近倍增层 107设置的吸收层109，使得倍增层107设置于半导体基底层103和吸收层 109之间。在示例的范例中，半导体基底103和倍增层107均包括第一类型 的半导体材料，诸如硅，而吸收层109包括第二类型的半导体材料，诸如 锗或锗-硅合金材料。