[实用新型]基于异质结薄膜光源的全集成光电耦合器及其集成电路

权利要求书

1.一种基于异质结薄膜光源的全集成光电耦合器，其特征在于：包括制作在第一衬底上的自下而上轴向排布的硅基TiO₂薄膜光源、第一介质层和硅光探测器；

所述第一衬底中注入有第一深P阱以及与第一深P阱相连的第一高深宽比P阱和第二高深宽比P阱，第一深P阱、第一高深宽比P阱和第二高深宽比P阱相连形成第一岛，第一岛的上部嵌有第一薄P⁺阱；

第一衬底的上表面生长覆盖有第一SiO₂层，在第一薄P⁺阱上方的第一SiO₂层中嵌有与第一SiO₂层厚度相等的TiO₂薄膜层，TiO₂薄膜层的宽度小于第一薄P+阱的宽度，TiO₂薄膜层上淀积有与其自身宽度相同的第一ITO薄膜层；

光源正极从第一薄P⁺阱引出，光源负极从第一ITO薄膜层引出；

所述第一衬底是n型硅衬底。

2.根据权利要求1所述的基于异质结薄膜光源的全集成光电耦合器，其特征在于：所述第一介质层采用SiO₂材料，第一介质层的宽度小于第一ITO薄膜层的宽度。

3.根据权利要求1或2所述的基于异质结薄膜光源的全集成光电耦合器，其特征在于：所述硅光探测器是形成于第一介质层上的硅PIN光电二极管，硅PIN光电二极管包括淀积在第一介质层上的第二ITO薄膜层，第二ITO薄膜层上依次生长有N⁺型非晶硅层、I型非晶硅层，I型非晶硅层的上部嵌有第二薄P⁺阱，I型非晶硅层的上表面覆盖有第二SiO₂层；

所述第二ITO薄膜层的宽度与第一介质层的宽度相同，N⁺型非晶硅层、I型非晶硅层的宽度相同，第二ITO薄膜层的宽度大于N⁺型非晶硅层的宽度；

硅PIN光电二极管的正极从第二ITO薄膜层引出，硅PIN光电二极管的负极从第二薄P⁺阱引出。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的基于异质结薄膜光源的全集成光电耦合器的集成电路，其特征在于：包括集成在第二衬底上的基于异质结薄膜光源的全集成光电耦合器和后端电路；

所述第二衬底是n型硅衬底；

所述第二衬底中有由离子注入工艺形成的第一大岛和第二大岛，第一大岛和第二大岛由离子注入工艺形成的第二深P阱以及与第二深P阱相连的第一高深宽比P^＋阱和第二高深宽比P^＋阱围成；

所述后端电路位于第一大岛，基于异质结薄膜光源的全集成光电耦合器位于第二大岛；

所述第一大岛注入有第三深P阱以及与第三深P阱相连的第三～第七高深宽比P阱，第三深P阱、第三高深宽比P阱和第四高深宽比P阱相连形成第一小岛，第三深P阱、第四高深宽比P阱和第五高深宽比P阱相连形成第二小岛，第三深P阱、第五高深宽比P阱和第六高深宽比P阱相连形成第三小岛，第三深P阱、第六高深宽比P阱和第七高深宽比P阱相连形成第四小岛；

所述第一小岛制作有电容，第二小岛制作有NPN晶体管，第三小岛制作有PNP晶体管，第四小岛制作有电阻，所述电容、NPN晶体管、PNP晶体管和电阻彼此电连接形成后端电路；

第一大岛上表面覆盖有第三SiO₂层，第三SiO₂层与基于异质结薄膜光源的全集成光电耦合器所包含的第一SiO₂层一体成型形成整个集成电路的介质层；

后端电路的电源电极、输出电极和地电极从第一大岛上方引出，基于异质结薄膜光源的全集成光电耦合器的硅光探测器正极与后端电路的输入电极相连，基于异质结薄膜光源的全集成光电耦合器的硅光探测器负极与后端电路的地电极相连。