[发明专利]边缘耦合的半导体光电探测器

说明书

本申请涉及边缘耦合的半导体光电探测器。公开了一种用于监测来自激光二极管的功率的器件。该器件包括具有顶表面和与顶表面垂直的第一面的基板，其中，光通过第一面进入基板。该器件还包括第二面，沿与第一面非正交的光轴通过第一面进入基板的光入射到第二面上。该器件还包括制造在基板的顶表面上的光电二极管，光电二极管用于测量沿与第一面非正交的光轴进入基板的第一面的光的强度。沿与第一面非正交的光轴通过第一面进入基板的光被第二面朝光电二极管的光活性区域反射。

技术领域

本申请一般而言涉及用于监测来自激光二极管的功率的半导体器件(例如，光电探测器)。在一些实施例中，半导体器件被用在光通信中。

背景技术

光通信(还被称为光通讯)是使用光来承载信息的一定距离的通信。光通信系统使用将消息编码到光信号中的发射器、将该信号承载到它的目的地的信道以及复现来自接收到的光信号的消息的接收器。

光纤是用于光通信的最常见类型的信道。光纤通信中的发射器通常为激光二极管。可以使用红外光或可见光，尽管红外光更常用，因为红外光将以与可见光相比较低的衰减和色散通过光纤传输。信号编码通常是简单的强度调制，但是光相位和频率调制也是可能的。

如下文更加详细地解释的，工作条件的自然变化影响激光二极管的光功率输出。如图1所示，常规发射器100使用顶侧耦合的光电二极管102来检测激光背光(从激光二极管104的背面发射的光)的强度，以作为监测和控制光输出功率的反馈信号。常规的封装方法将光电二极管102相对于激光二极管104置于L形构造当中，以使得从激光二极管104发射的光入射到光电二极管102的顶侧上。这个方法的一个问题在于它需要大块的并且昂贵的“围绕”子安装件(sub-mount)106。

发明内容

本文描述的实施例包括光电二极管器件(例如，包括光电二极管的芯片)，该光电二极管器件可以与激光二极管一起被安装到子安装件的单个平表面上，其中，该光电二极管器件监测该激光二极管的光功率输出。为此目的，光电二极管器件包括制造在基板上的光电二极管。有时被称为监测光电二极管或边缘耦合的监测光电二极管的光电二极管器件通过基板的第一面(有时被称为基板的侧表面或边缘表面)接收光，并且将接收到的光从第二面(例如，基板的通过蚀刻形成的面)反射向光电二极管的光活性区。光电二极管器件被设计为以非正交角通过第一面接收光，以使得反射光不会被反射回激光二极管。

本文描述的实施例还提供了一种组件，该组件包括如上一段描述的光电二极管器件以及光电二极管器件正在监测其光功率输出的激光二极管。在一些实施例中，激光二极管是光通信系统中的发射器(例如，激光二极管经由光纤向远程目的地发射调制光)。光电二极管器件(在一些实施例中不是倒装芯片(flip-chip))与激光二极管被设置在子安装件的同一平坦公共表面上。光电二极管器件沿垂直于子安装件的平坦表面的轴相对于激光二极管旋转，以使得光电二极管的光轴与由激光二极管产生的光的主传播方向对准。在一些实施例中，该组件被设置在晶体管外形封装(更通常被称为TO封装或者更具体而言TO罐)内。

附图说明

图1是具有“围绕”子安装件的光发射器的一部分的透视图。

图2A示出了根据一些实施例的激光二极管和激光二极管控制器。

图2B描绘了根据一些实施例的激光二极管的驱动电流和光输出功率之间的关系图。

图3示出了根据一些实施例的光电二极管芯片。

图4示出了根据一些实施例的光电二极管芯片的截面图。

图5示出了根据一些实施例的从激光二极管发射的光的光学性质。

图6A-图6B示出了根据一些实施例的包括激光二极管和光电二极管的组件的各种视图。

在各附图中相同的附图标记指代对应的部分。

具体实施方式