[发明专利]具有采用水平电场的光传感器的光学装置

说明书

相关申请

本申请为在2009年9月4日提交的名称为“Optical Device Having Light Sensor Employing Horizontal Electrical Field”的美国专利申请序列号12/584,476的连续案且其以全文引用的方式合并到本文中。此外，本申请涉及到在2009年2月19日提交的名称为“Optical Device Having Light Sensor Employing Horizontal Electrical Field”的美国专利申请序列号12/380,016，且其以全文引用的方式合并到本文中。

技术领域

本发明涉及光学装置，且更特定而言涉及具有光传感器的装置。

背景技术

光学和/或光电装置越来越多地用于通信应用中。这些装置可包括光传感器，光传感器从波导接收光信号。这些光传感器通常采用了吸收所接收的光信号的光吸收材料。在光传感器的操作期间，在整个光吸收材料上施加电场。当光吸收材料吸收光信号时，电流流经该光吸收材料。因此，流过光吸收材料的电流水平指示出由光吸收材料接收的光信号的强度。

在光学和/或光电装置上的波导常常由硅制成。由于硅并不吸收具有用于通信应用中波长的光信号，硅常常不能有效地用作通信应用中的光传感器中的光吸收介质。相反，锗是能吸收这些信号的材料，且因此常常用作通信应用中光传感器的光吸收介质。

当波导具有具备亚微米（sub-micron）尺寸的截面时，这些光传感器已能实现足够的速度。但是，当用于具有这些尺寸的波导时，这些光传感器是与不合需要的高光学损失相关联的。另外，在许多通信应用中使用的波导采用较大的波导。当这些光传感器用于较大波导时，它们通常失去速度、且变得与不合需要的暗电流水平相关联。

由于上述原因，需要适用于更大波导的光传感器。

发明内容

一种光学装置包括位于基底上的波导。该装置还包括位于基底上的光传感器。该光传感器包括光吸收介质，光吸收介质被配置为用以从波导接收光信号。该光传感器还包括场源以用于在光吸收介质中生成电场。该场源被配置为使得电场基本上平行于基底。

该装置的一个实施例包括了位于基底上的光学波导。该波导被配置为用以引导光信号穿过光透射介质。光传感器也定位于基底上。光传感器包括从平板区域延伸的脊。平板区域定位于脊的相对侧上。光吸收介质被定位成用以从包括于波导中的光透射介质接收光信号的至少一部分。光吸收介质被包括于脊中、且也在平板区域中。光吸收介质包括掺杂区域，掺杂区域被定位成使得：跨越整个掺杂区域上来施加反向偏压，则在包括于该脊中的光吸收介质中形成电场。

在该光学装置的另一实施例中，该波导被配置为用以引导光信号穿过光透射介质。另外，光吸收介质具有侧边/旁侧（lateral side），旁侧各自定位于顶侧与底侧之间，且底侧在基底与顶侧之间。光吸收介质被配置为用以从波导中的光透射介质接收光信号的至少一部分。光透射介质和光吸收介质为不同材料。该光传感器还包括场源，场源被配置为用作在光吸收介质中的电场的源。场源各自接触着旁侧之一，并且，由场源所接触着的旁侧位于光吸收介质的相对侧上。

附图说明

图1A至图1D示出了光学装置，该光学装置具有被配置为用以从波导接收光信号的光传感器。该光传感器包括场源，场源被配置为用以在光吸收介质中生成基本上水平的电场。在图1A至图1D中图示的装置采用光吸收介质的掺杂区域作为场源。图1A为装置的透视图。

图1B为沿着标记为B的线所截取的图1A所示装置的截面图。

图1C为沿着标记为C的线所截取的图1A所示装置的截面图。

图1D为沿着标记为C且平行于波导的纵向轴线延伸的线所截取的图1C所示的光学装置的截面图。

图2A为采用电导体作为场源的光传感器的截面图。

图2B为采用电导体作为场源的光传感器的截面图。电导体被升高到图2A所示的电导体的高度上方。

图2C为光传感器的截面图，其具有光吸收介质，光吸收介质被定位成使得掺杂区域仅位于光吸收介质中、但不包括在光透射介质中。

图3为其中波导包括水平锥形的光学装置的顶视图。

图4A至图12C示出了生成根据图1A至图1C所构建的光学装置的方法。

图13A至图16B示出了生成根据图2B所构建的光学装置的方法。

图17A至图22C示出了生成根据图2C所构建的光学装置的方法。