[发明专利]具有分开的吸收和倍增区域的锗/硅雪崩光电检测器

说明书

本申请是申请日为2006年6月28日申请号为第200610151347.1号发明名称为“具有分开的吸收和倍增区域的锗/硅雪崩光电检测器”的中国专利申请的分案申请。

技术领域

本发明的实施例总体来说涉及光学装置，更具体地说，涉及光电检测器，但不仅限于此。

背景技术

因为因特网数据传输增长率超过话音传输而推动对光纤光通信的需要，所以对快速和有效的基于光的技术的需要不断增加。在密集波分复用(DWDM)系统中的同一光纤之上的多光信道的传输提供了使用由光纤提供的空前容量(信号带宽)的简单方法。在系统中通常使用的光学元件包括波分复用(WDM)的发射机和接收机、滤光器，例如，衍射光栅、薄膜滤光器、光纤Bragg光栅、阵列波导光栅、光学添加/下降(add/drop)多路器、激光、光交换机和光电检测器。光电二极管可以用作光电检测器，通过将入射光转换为电信号来检测光。电路可以与光电检测器连接在一起，以接收表示入射光的电信号。然后电路可以根据所要求的应用处理电信号。

附图说明

参考以下附图介绍本发明的非限定和非穷举的实施例，其中相同的标号指的是全部图中相同的部分，除非另作说明。

图1A是说明在用于本发明实施例的系统中具有分开的吸收和倍增区域的多个锗/硅雪崩光电检测器的剖面图的图。

图1B是说明布置在用于本发明实施例的二维阵列中的具有分开的吸收和倍增区域的多个锗/硅雪崩光电检测器的俯视图的图。

图2是说明相对于用于本发明实施例的雪崩光电检测器的吸收区域的硅和锗层的响应率对波长的关系的图。

图3是说明在用于本发明实施例的具有分开的吸收和倍增区域的锗/硅雪崩光电检测器的倍增区域中使用硅对灵敏度的改善的图。

图4A是说明用于本发明实施例的具有谐振腔的锗/硅雪崩光电检测器的剖面图的图。

图4B是说明用于本发明实施例的具有显示出产生的电子空穴对的谐振腔的锗/硅雪崩光电检测器的剖面图的另一个图。

具体实施方式

公开了具有分开的吸收和倍增(SAM)区域的锗/硅雪崩光电检测器(APDs)的方法和装置。在下面的介绍中，阐述了大量的特定的细节，以便提供对本发明的彻底的了解。然而，对于本领域的普通技术人员来说，显然不必采用特定的细节来实践本发明。在其它情况中，没有详细介绍众所周知的材料或方法，以免模糊本发明。

贯穿本说明书，对“一个实施例”的引用是指在本发明的至少一个实施例中包括结合实施例进行描述的特定的特征、结构或特性。因此，在贯穿本说明书的不同地方出现的短语“在一个实施例中”不一定全部涉及同一个实施例。此外，在一个或多个实施例中，特定的特征、结构或特性可以以任何合适的方式组合。另外，可以理解，随同提供的附图对于本领域的普通技术人员是用于说明目的，并且附图不一定是按比例绘制的。

图1A是说明用于本发明实施例的系统100的剖面图的图，包括以具有一维或多维的栅格或阵列101方式排列的多个雪崩光电检测器103A、103B、…、103N。光照(illumination)117入射到阵列101的多个雪崩光电检测器103A、103B、…、103N的一个或多个上。在所示的例子中，具有光照117的对象116的图像可以通过光学元件130聚焦到阵列101上。因此，阵列101可以起检测图像的作用，类似于，例如，互补金属氧化物半导体(CMOS)传感器阵列等。

图1B示出了用于本发明实施例的具有以二维栅格方式排列的多个雪崩光电检测器103A、103B、…、103N的阵列101的俯视图，由此多个雪崩光电检测器103A、103B、…、103N中的每一个起像素等的作用。在图1B中所示的例子示出了在光照117内使用阵列101的像素的对象116的图像118。

注意，虽然图1A和1B为了说明的目的说明了在成像系统中采用的雪崩光电检测器的例子应用，但是在其它类型的应用中也可以采用雪崩光电检测器，例如，根据本发明的启示实现了包括可见到红外波长的具有各种波长的光的检测。

重新参考图1A，光学元件131可以是透镜或其它类型的折射或衍射光学元件，由此将具有光照117的图像聚焦在阵列101上。对于本发明的实施例，光照117可以包括可见光、红外光和/或跨过可见到红外光谱的波长的组合。