[发明专利]硅光电倍增器的温度和不均匀补偿电路

权利要求书

1.一种半导体器件，包括：

衬底；

有源硅光电倍增器，所述有源硅光电倍增器具有形成在所述衬底中的多个照亮的微小区，其中所述多个照亮的微小区表现出击穿电压；

基准硅光电倍增器，所述基准硅光电倍增器具有形成在所述衬底中的多个基准微小区，其中所述基准硅光电倍增器用于补偿所述击穿电压的工艺和温度变化；和

电流源，所述电流源被配置为向所述基准硅光电倍增器提供恒定电流。

2.根据权利要求1所述的半导体器件，其中所述多个基准微小区分布在所述多个照亮的微小区之间。

3.根据权利要求1所述的半导体器件，其中所述多个基准微小区中的每个基准微小区物理地插置在所述多个照亮的微小区中的至少两个相邻照亮的微小区之间。

4.根据权利要求1所述的半导体器件，还包括多个微透镜，每个微透镜均与所述多个照亮的微小区中的对应的一个对准。

5.根据权利要求1所述的半导体器件，其中所述多个基准微小区被配置为仅接收杂散光子。

6.根据权利要求1所述的半导体器件，还包括：

电压传感器，所述电压传感器与所述基准硅光电倍增器并联耦接。

7.根据权利要求6所述的半导体器件，其中所述电压传感器包括分压器电路。

8.根据权利要求6所述的半导体器件，其中所述电压传感器表现出为所述基准硅光电倍增器的电阻的至少十倍的电阻。

9.根据权利要求6所述的半导体器件，还包括被配置为接收从所述电压传感器输出的电压的数据转换器。

10.根据权利要求9所述的半导体器件，其中所述数据转换器包括模数数据转换器电路。

11.根据权利要求9所述的半导体器件，还包括电压控制器，所述电压控制器被配置为从所述数据转换器接收信号，并且生成应用到所述有源硅光电倍增器的偏置电压。

12.一种操作半导体器件的方法，所述半导体器件具有衬底，所述方法包括：

利用形成在所述衬底中的多个有源微小区，接收入射光子；

利用形成在所述衬底中的多个暗微小区，输出取决于操作温度的偏置电压；

使用电压检测器感测从所述多个暗微小区输出的所述偏置电压；

使用模数数据转换器从所述电压检测器接收电压信号，并输出相应的数字信号；以及

使用从所述模数数据转换器输出的所述数字信号来应对所述衬底的表面上的暗电流噪声的不均匀性并且补偿工艺变化。

13.根据权利要求12所述的方法，其中使用单光子雪崩二极管来实现所述多个有源微小区和所述多个暗微小区。

14.根据权利要求13所述的方法，还包括：使用所述多个暗微小区作为依赖于温度的电压源。

15.根据权利要求13所述的方法，还包括：将恒定电流提供到所述多个暗微小区中。

16.根据权利要求15所述的方法，还包括：

利用电压控制器，接收所述数字信号并向所述多个有源微小区提供动态可调电压，其中根据由所述电压检测器感测的所述电压来调节所述动态可调电压。