[发明专利]GaN基光耦合器

说明书

技术领域

本发明涉及GaN基光耦合器。

背景技术

存在许多情况，其中信号和数据在不形成直接欧姆电连接的情况下优选从一个器件或系统被传输到另一个。例如，所述器件可能是处于非常不同的电压电平，例如微处理器工作在相对低的电压以及开关器件工作在相对高的电压。在这种情况下，两个器件之间的链路必须被隔离以保护较低电压器件免受过压损坏。用于连接这样的器件的一个传统方式是光耦合器。光耦合器使用光来跨越提供极好电流隔离的电屏障发射信号或数据。光耦合器具有两个主要部件：例如砷化镓LED（发光二极管）的光发射器、和光接收器，例如光电二极管，光电晶体管，或光触发的双向触发二极管（light-triggered diac）。这两个部件被透明屏障隔开，该透明屏障防止该两个部件之间的电流流动，但允许光通过。使用GaN基工艺制造具有形成在同一管芯上的光发射器和光接收器的光耦合器是未知的。

发明内容

根据光耦合器的一个实施例，光耦合器包括设置在衬底上的GaN基光传感器和设置在与GaN基光传感器相同的衬底上的GaN基光源。在GaN基光传感器和GaN基光源之间插入透明材料。透明材料在GaN基光传感器和GaN基光源之间提供电流隔离并且形成光通道。

根据电光电路的一个实施例，该电光电路包括光耦合器，该光耦合器包括设置在衬底上的GaN基光传感器和设置在与GaN基光传感器相同的衬底上的GaN基光源，所述GaN基光传感器具有电气侧和光学侧，所述GaN基光源具有电气侧和光学侧。透明的电流隔离材料插入在GaN基光传感器和GaN基光源之间，并且在GaN基光传感器和GaN基光源的光学侧之间形成光通道。电光电路进一步包括电连接到GaN基光传感器的电气侧的电器件。

根据封装的一个实施例，该封装包括导电引线框和光耦合器。光耦合器包括设置在附着于引线框的衬底上的GaN基光传感器和设置在与GaN基光传感器相同的衬底上的GaN基光源，所述GaN基光传感器具有电气侧和光学侧，所述GaN基光源具有电气侧和光学侧。透明的电流隔离材料插入在GaN基光传感器和GaN基光源之间，并且在GaN基光传感器和GaN基光源的光学侧之间形成光通道。该封装进一步包括电连接到GaN基光传感器的电气侧的电器件。

本领域技术人员在阅读下面的详细描述后并且在浏览附图后将认识到附加的特征和优点。

附图说明

图中的部件没有必要成比例，而是重点放在说明本发明的原理上。此外，在图中，相似的参考数字代表相应的部分。在图中：

图1示出了根据一个实施例的连接到集成电器件的GaN基光耦合器的透视截面图。

图2示出了连接到电器件的GaN基光耦合器的电路原理图。

图3示出了根据另一实施例的连接到集成电器件的GaN基光耦合器的透视截面图。

图4示出了根据一个实施例的连接到不同管芯上的电器件的GaN基光耦合器的透视截面图。

图5示出了根据另一个实施例的连接到不同管芯上的电器件的GaN基光耦合器的透视截面图。

具体实施方式

图1示出了光耦合器的一个实施例的截面图，所述光耦合器包括设置在衬底110上的GaN基光传感器100和设置在与GaN基光传感器100相同的衬底110上的GaN基光源120。如这里使用的术语“GaN基”意为相应器件或部件基于任何类型的GaN半导体工艺（例如与AlGaN结合的GaN，与InGaN结合的GaN等）被构造。在所有情况下，GaN基光传感器100和GaN基光源120均包括GaN作为各自结构的一部分并且形成在相同衬底110上。例如，成核层130可被形成在衬底110上。衬底110可以是任何适合的导电的（掺杂的）或非导电的（未掺杂的）材料、半导体或其它材料。在一个实施例中，衬底110包括硅、二氧化硅、SiC、碳或金刚石。可以使用其它类型的半导体或非半导体衬底。在使用硅衬底110的情况下，成核层130是AIN。对于SiC衬底110，成核层130可以是GaN或AlGaN。缓冲层132，例如GaN层，被形成在成核层130上，并且阻挡层134，例如AlGaN层，被形成在缓冲层132上。根据器件类型和构造，可以使用其它和/或额外的GaN基化合物半导体层。