檢測器裝置的制造方法
【專利說明】
【背景技術(shù)】
[0001]本部分介紹了可有助于促進(jìn)更好地理解本發(fā)明的多個(gè)方面。相應(yīng)地，本部分的陳述將在此基礎(chǔ)上進(jìn)行閱讀并且不應(yīng)被理解為是對什么是現(xiàn)有技術(shù)或什么不是現(xiàn)有技術(shù)的可。
[0002]功率監(jiān)測器或光檢測器可用于各種情況。例如，許多光學(xué)組件包含監(jiān)測輸入光功率的芯片上功率監(jiān)測器。一個(gè)這樣的組件包含相干接收器。相干接收器通常需要兩個(gè)光學(xué)信號來進(jìn)行操作。這兩個(gè)光學(xué)信號中的一個(gè)可被稱為數(shù)據(jù)載體信號，且另一個(gè)可被稱為本機(jī)振蕩器信號。本機(jī)振蕩器信號的功率通?？娠@著大于數(shù)據(jù)載體信號的功率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]根據(jù)本發(fā)明的示范性方面的設(shè)備尤其包含襯底、所述襯底上的至少一個(gè)半導(dǎo)體光檢測器以及所述襯底上的光學(xué)波導(dǎo)。所述光學(xué)波導(dǎo)經(jīng)配置以將光引導(dǎo)到所述至少一個(gè)光檢測器，所述襯底的表面中的一個(gè)或多個(gè)通孔或所述襯底的表面上的一個(gè)或多個(gè)脊部經(jīng)配置以至少部分中斷從所述光學(xué)波導(dǎo)外部沿著所述表面朝向所述至少一個(gè)半導(dǎo)體光檢測器傳播的光。
[0004]在先前段落的設(shè)備的進(jìn)一步非限制性實(shí)施例中，在檢測器附近的位于襯底表面上的光吸收性材料或光反射性材料經(jīng)配置以進(jìn)行以下項(xiàng)中的一者:吸收從光學(xué)波導(dǎo)外部沿著表面朝向至少一個(gè)半導(dǎo)體光檢測器傳播的至少一些光，或反射所述至少一些光。
[0005]在前述段落中的任一段落的設(shè)備的進(jìn)一步非限制性實(shí)施例中，襯底表面中的一個(gè)或多個(gè)通孔或襯底表面上的一個(gè)或多個(gè)脊部包含多個(gè)通孔或多個(gè)脊部，并且所述一個(gè)或多個(gè)通孔或脊部針對光學(xué)電信S、C和/或L波段中的一者或多者中的光形成布拉格反射器(Bragg reflector)。
[0006]在先前段落中的任一段落的設(shè)備的進(jìn)一步非限制性實(shí)施例中，襯底表面中的一個(gè)或多個(gè)通孔或一個(gè)或多個(gè)脊部包含針對光學(xué)電信S、C及L波段中的一者或多者中的光形成布拉格反射器的多個(gè)通孔。
[0007]在前述段落中的任一段落的設(shè)備的進(jìn)一步非限制性實(shí)施例中，定位為鄰近于光學(xué)波導(dǎo)的一個(gè)或多個(gè)通孔或脊部的節(jié)段經(jīng)定向成橫向于光學(xué)波導(dǎo)的鄰近節(jié)段。
[0008]在前述段落中的任一段落的設(shè)備的進(jìn)一步非限制性實(shí)施例中，所述一個(gè)或多個(gè)通孔或脊部包含針對光學(xué)電信S、C及L波段中的一者或多者中的光形成布拉格反射器的多個(gè)脊部。
[0009]在前述段落中的任一段落的設(shè)備的進(jìn)一步非限制性實(shí)施例中，所述一個(gè)或多個(gè)通孔或脊部的節(jié)段經(jīng)定向成相對于光學(xué)波導(dǎo)的鄰近節(jié)段傾斜。
[0010]在前述段落中的任一段落的設(shè)備的進(jìn)一步非限制性實(shí)施例中，光檢測器至少部分定位于襯底表面上。
[0011]在前述段落中的任一段落的設(shè)備的進(jìn)一步非限制性實(shí)施例中，所述一個(gè)或多個(gè)通孔或脊部基本上包圍光檢測器。
[0012]在前述段落中的任一段落的設(shè)備的進(jìn)一步非限制性實(shí)施例中，所述一個(gè)或多個(gè)通孔或脊部包含多個(gè)通孔或多個(gè)脊部。
[0013]—種操作根據(jù)本發(fā)明的另一示范性方面的設(shè)備的方法尤其包含襯底、襯底上的至少一個(gè)半導(dǎo)體光檢測器、襯底上的光學(xué)波導(dǎo)以及襯底表面中的一個(gè)或多個(gè)通孔或襯底表面上的一個(gè)或多個(gè)脊部。使用光學(xué)波導(dǎo)將光引導(dǎo)到至少一個(gè)檢測器。使用用于進(jìn)行中斷的一個(gè)或多個(gè)通孔或脊部，至少部分中斷從光學(xué)波導(dǎo)外部沿著表面朝向至少一個(gè)半導(dǎo)體光檢測器傳播的光。
[0014]在先前段落的方法的進(jìn)一步非限制性實(shí)施例中，所述設(shè)備包含在至少一個(gè)半導(dǎo)體光檢測器附近的位于襯底表面上的光吸收性材料或光反射性材料，并且所述方法包括使用所述光吸收性材料來進(jìn)行以下項(xiàng)中的一者:吸收從光學(xué)波導(dǎo)外部沿著所述表面朝向至少一個(gè)半導(dǎo)體光檢測器傳播的至少一些光或反射所述至少一些光。
[0015]在前述段落中的任一段落的方法的進(jìn)一步非限制性實(shí)施例中，襯底表面中的一個(gè)或多個(gè)通孔或襯底表面上的一個(gè)或多個(gè)脊部包含多個(gè)通孔或多個(gè)脊部，且所述一個(gè)或多個(gè)通孔或脊部針對光學(xué)電信S、C和/或L波段中的一者或多者中的光形成布拉格反射器。
[0016]在前述段落中的任一段落的方法的進(jìn)一步非限制性實(shí)施例中，襯底表面中的一個(gè)或多個(gè)通孔或一個(gè)或多個(gè)脊部包括針對光學(xué)電信S、C及L波段中的一者或多者中的光形成布拉格反射器的多個(gè)通孔。
[0017]在先前段落中的任一段落的方法的進(jìn)一步非限制性實(shí)施例中，定位為鄰近于光學(xué)波導(dǎo)的一個(gè)或多個(gè)通孔或脊部的節(jié)段經(jīng)定向成橫向于光學(xué)波導(dǎo)的鄰近節(jié)段。
[0018]在先前段落中的任一段落的方法的進(jìn)一步非限制性實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)通孔或脊部包含針對光學(xué)電信S、C及L波段中的一者或多者中的光形成布拉格反射器的多個(gè)脊部。
[0019]在先前段落中的任一段落的方法的進(jìn)一步非限制性實(shí)施例中，所述一個(gè)或多個(gè)通孔或脊部的節(jié)段經(jīng)定向成相對于光學(xué)波導(dǎo)的鄰近節(jié)段傾斜。
[0020]在先前段落中的任一段落的方法的進(jìn)一步非限制性實(shí)施例中，光檢測器至少部分定位于襯底表面上。
[0021]在先前段落中的任一段落的方法的進(jìn)一步非限制性實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)通孔或脊部基本上包圍光檢測器。
[0022]在先前段落中的任一段落的方法的進(jìn)一步非限制性實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)通孔或脊部包含多個(gè)通孔或多個(gè)脊部。
[0023]本領(lǐng)域所屬技術(shù)人員將從以下詳細(xì)描述明白至少一個(gè)所公開的示例性實(shí)施例的各種特征和優(yōu)點(diǎn)。隨附詳細(xì)描述的圖式可簡要描述為如下。
【附圖說明】
[0024]圖1示意性地圖示了光檢測器的示例性實(shí)施例。
[0025]圖2是沿著圖1中的線2-2截取的橫截面圖，其示出了實(shí)例通孔輪廓。
[0026]圖3是另一實(shí)例通孔輪廓的橫截面圖。
[0027]圖4是另一實(shí)例通孔輪廓的橫截面圖。
[0028]圖5示意性地圖示了另一實(shí)例光檢測器配置。
[0029]圖6示意性地圖示了另一實(shí)例光檢測器配置。
【具體實(shí)施方式】
[0030]圖1示意性地圖示了光檢測器20的所選部分。在一些實(shí)施例中，光檢測器裝置20為例如光子集成電路等光學(xué)組件的一部分。在這類實(shí)施例中，光檢測器20例如可用于監(jiān)測輸入信號的功率。
[0031 ]在本描述中使用術(shù)語“光”來指代可見或紅外波長下的電磁輻射。例如，光可具有在光學(xué)電信C、L和/或S波段中的波長。
[0032]光檢測器20包含襯底22，襯底22在所示實(shí)例中包括硅。其它實(shí)施例包含不同襯底材料。至少一個(gè)光檢測器24被支撐于襯底22上。光檢測器24可為能夠感測可見光、紫外光和/或紅外光的各種已知光檢測器中之一者(例如，二極管或晶體管)。光檢測器24提供對入射在光檢測器24上的光的指示。例如，光檢測器24可提供對入射在檢測器24上的光的功率的指示。
[0033]襯底22上的通道26為經(jīng)配置以朝向光檢測器24進(jìn)行折射率導(dǎo)光的光學(xué)波導(dǎo)。通道26包含至通道26的入口 30以及光檢測器24附近的出口 34。通道26引導(dǎo)光沿著其縱軸36傳播。
[0034]盡管通道26可引導(dǎo)光朝向光檢測器24傳播，但是例如散射光等其它光可沿著至少一個(gè)其它軌跡靠近光檢測器24，所述其它軌跡可平行于或橫向于通道26的引導(dǎo)方向。例如，在包含較高功率的本機(jī)振蕩器輸入信號的光子集成電路實(shí)施例中，本機(jī)振蕩器可產(chǎn)生大量散射光。盡管通道26將沿著通道26引導(dǎo)光信號以供光檢測器24檢測，但是例如來自本機(jī)振蕩器的散射光等其它光可能存在于光檢測器24附近。
[0035]如從圖1和2可了解，裝置20包含沿著光可沿其靠近檢測器24的至少一個(gè)平面的至少一個(gè)表面變動。在本實(shí)例中，表面變動包括襯底中的至少一個(gè)通孔40。所示實(shí)例包含多個(gè)通孔40。一個(gè)或多個(gè)通孔40側(cè)向包圍襯底22上包含光檢測器24的區(qū)域。一個(gè)或多個(gè)通孔40經(jīng)定位以減少到達(dá)光檢測器24的散射光或雜散光的量或強(qiáng)度。通孔40經(jīng)定位以至少部分中斷從通道26外部沿著襯底22的表面靠近光檢測器24的光線。一個(gè)或多個(gè)通孔40偏轉(zhuǎn)或反射沿著通孔40與襯底2 2之間的界面?zhèn)鞑サ墓?。此光的偏轉(zhuǎn)或反射因襯底材料(例如，娃)與一個(gè)或多個(gè)通孔40中的空氣、真空或任何其它光學(xué)透明光學(xué)材料之間的折射率差而發(fā)生。
[0036]在鄰近于通道26處，通孔40中的一者或多者經(jīng)對準(zhǔn)成至少部分橫向于通道26的方向。即，在鄰近于通道26處，通孔40的方向具有至少部分橫向于通道26的軸36的長度I。例如，通孔的鄰近部分可垂直于通道26。所示實(shí)例中每個(gè)通孔的深度d大體上垂直于通道26的軸36。通常，一個(gè)或多個(gè)通孔40定位于襯底22上以基本上不干涉通道26中的光。例如，一個(gè)或多個(gè)通孔40通常不跨越通道26并且可通過間隙與通道26分離。這個(gè)間隙可例如足夠大使得由通道26引導(dǎo)的光未被一個(gè)或多個(gè)通孔26顯著地反射或散射。
[0037]圖2所示的一個(gè)或多個(gè)通孔40具有例如近似矩形的橫截面輪廓。在這類實(shí)施例中，每個(gè)通孔包括側(cè)壁42和端壁44。在本實(shí)例中，從通孔40的外邊緣(S卩，襯底22的表面)到端壁44的距離對應(yīng)于深度d。在其它實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)通孔40的橫截面形狀可為例如彎曲的、半圓形的、梯形的等等。
[0038]圖3示出了通孔40的非簡單連接橫截面輪廓的實(shí)例。對于此輪廓，側(cè)壁42具有相對于通道26中的傳播方向以傾斜角度對準(zhǔn)的一個(gè)或多個(gè)節(jié)段42a和42b。這類傾斜定向的側(cè)壁42可偏轉(zhuǎn)或反射通孔40內(nèi)的光或以其它方式使光遠(yuǎn)離光檢測器24。
[0039]圖4示出了至少部分經(jīng)修圓的通孔40的橫截面輪廓的示例性實(shí)施例。
[0040]如果一個(gè)或多個(gè)通孔40的至少一者或其某個(gè)組合近似側(cè)向包圍襯底上的光檢測器24，那么一個(gè)或多個(gè)通孔40會將從大致任何方向靠近光檢測器24的雜散光或散射光的一部分反射遠(yuǎn)離檢測器24。在所示實(shí)施例中，至少一個(gè)通孔節(jié)段定位在光檢測器24的每一側(cè)上。
[0041]沿著光檢測器24的一側(cè)或多側(cè)包含一系列通孔40(如所示)可增加最初朝向光檢測器24傳播的雜散光或散射光的衰減。如果這一系列中的通孔40的反射表面被隔開該處光的有效波長的四分之一的奇數(shù)倍，那么通孔40中的不同者對光的反射可相長地相加以進(jìn)一步衰減在光檢測器24處這類雜散光或散射光的強(qiáng)度。對于例如光學(xué)接收器等電信設(shè)備中的使用，有效波長可為光學(xué)電信C波段和/或L波段中的波長。
[0042]盡管所示通孔40包含側(cè)向地圍繞光檢測器24形成矩形或多邊形圖案的線性節(jié)段，但是在其它實(shí)施例中也可使用其它幾何圖形或形狀。
[0043]一些實(shí)施例可包