[发明专利]光探测装置

说明书

一种光探测装置，包括衬底、第一吸收层、第一键合结构、第二吸收层、第二键合结构、第一载流子引导单元及第二载流子引导单元。所述第一吸收层在所述衬底上被构造成吸收具有第一峰值波长的光子；所述第一键合结构位于所述衬底与所述第一吸收层之间；所述第二吸收层在所述衬底上被配置用于吸收具有不同于所述第一峰值波长的第二峰值波长的光子；所述第二键合结构位于所述衬底与所述第二吸收层之间；所述第一载流子引导单元与所述衬底集成且电耦合到所述第一吸收层；所述第二载流子引导单元与所述衬底集成且电耦合到所述第二吸收层。

本申请是国家申请号为201980038133.9(国际申请号 PCT/US2019/026382，国际申请日2019年4月8日，发明名称“光探 测装置”)之申请的分案申请。

对于相关申请的交叉引用

本专利申请要求2018年4月8日提交的美国临时专利申请No. 62/654,456、2018年8月8日提交的美国临时专利申请No.62/654,457、 2018年6月8日提交的美国临时专利申请No.62/682,254、2018年6月19 日提交的美国临时专利申请No.62/686,697、2018年7月8日提交的美国 临时专利申请No.62/695,060、2018年8月13日提交的美国临时专利申请No.62/717,908、2018年11月5日提交的美国临时专利申请No. 62/755,581以及2018年12月7日提交的美国临时专利申请No.62/776,995 的权益，以上申请的内容通过引用并入本文。

背景技术

光探测器可以用于探测光信号并将光信号转换为可以由另一电路 进一步处理的电信号。光探测器可用于消费电子产品、图像传感器、 数据通信、飞行时间(TOF)测距或成像传感器、医疗设备以及许多其 他合适的应用中。

发明内容

根据本公开的实施例，提供了一种光探测装置。该光探测装置包 括吸收层，该吸收层被配置为吸收光子并从吸收的光子产生光载流子， 其中，该吸收层包括锗。载流子引导单元电耦合到吸收层，其中，载 流子引导单元包括具有第一栅极端子的第一开关。

根据本公开的实施例，提供了一种用于制造光探测装置的方法。 该方法包括：形成吸收层；在吸收层上形成子绝缘层；在吸收层上形 成穿透子绝缘层的导电沟槽以连接所述吸收层；提供衬底，该衬底集 成有载流子引导单元、第一读出电路、第二读出电路、第一控制信号 和第二控制信号，其中，第一控制信号和第二控制信号、第一读出电 路和第二读出电路电耦合到载流子引导单元；在衬底上形成子绝缘层 并覆盖第一栅极端子和第二栅极端子；在衬底上形成穿透子绝缘层的 导电沟槽；将衬底上的子绝缘层与吸收层上的子绝缘层键合以形成键 合结构，其中，在键合步骤之后，将载流子引导单元电耦合到吸收层。

根据本公开的实施例，提供了一种光探测装置。该光探测装置包 括：吸收层，其被构造为吸收光子并从吸收的光子产生光载流子；以 及电耦合到吸收层的载流子引导单元，其中，载流子引导单元包括第 一开关、第二开关以及第一开关和第二开关之间的具有导电类型的公 共区，其中，第一开关包括具有导电类型的第一载流子输出区，第二 开关包括具有与第一载流子输出区的导电类型相同的导电类型的第二 载流子输出区，并且公共区的导电类型不同于第一载流子输出区的导 电类型。

根据本公开的实施例，提供了一种光探测装置。该光探测装置包 括：吸收层，其被构造为吸收光子并从吸收的光子产生光载流子；衬 底；衬底与吸收层之间的键合结构；与衬底集成的载流子引导单元、 第一读出电路、第二读出电路、第一控制信号和第二控制信号，其中， 第一控制信号和第二控制信号、第一读出电路和第二读出电路电耦合 到载流子引导单元。