[发明专利]连接的外延光学感测系统

说明书

本发明公开了一种包括多个外延芯片的设备。外延芯片可具有光源和检测器中的一者或多者，其中该检测器可被配置为测量由光源发射的光的光学属性。在一些示例中，一个或多个外延芯片可具有不同于其他外延芯片的一个或多个光学属性。外延芯片可为能够相依地操作的。例如，位于一个外延芯片上的检测器可被配置用于通过一个或多个光学信号来测量由位于另一个外延芯片上的光源发射的光的光学属性。外延芯片的集合还可允许检测多个激光输出，其中两个或更多个外延芯片可具有不同的材料和/或光学属性。

相关申请的交叉引用

本专利申请要求提交于2017年9月29日的美国临时专利申请62/566,027的权益，该申请的全部公开内容以引用的方式并入本文以用于所有目的。

技术领域

本发明整体涉及包括在设备中的多个能够相依地操作的外延芯片。更具体地讲，本发明涉及外延芯片，每个外延芯片包括检测器，所述检测器被配置用于测量由位于另一个外延芯片上的光源发射的光的光学属性。

背景技术

光学感测系统可用于许多应用，诸如微量气体检测、环境监测、生物医学诊断、电信和工业过程控制。在一些实例中，测量由光源发射的光的光学属性可能是有用的。例如，可监测发射的光的光学属性以确保光源被调谐至目标波长和/或目标功率密度。

能够监测由光源发射的光的光学属性的一种方法可以是在光学感测系统中包括直接测量所发射的光的检测器。光源可在与检测器不同的外延芯片上单独生长和处理，其中光学迹线可用于在光源和检测器之间路由信号。一些光学感测系统可包括集成的光子光学感测系统，其可包括多个光源和检测器。降低光学感测系统中包括的外延芯片的复杂性和数量的一种方法可以是将光源和检测器集成在相同的外延芯片上。外延芯片可被配置为独立地操作，其中在相同的外延芯片上，检测器可测量来自光源的所发射的光的光学属性。在一些实例中，独立操作可导致穿过一个或多个导电层从光源流到检测器的泄漏电流，其中该泄露电流可掩蔽检测器电流。

发明内容

本发明公开了一种包括多个外延芯片的设备。外延芯片可具有光源和检测器中的一者或多者，其中该检测器可被配置为测量由光源发射的光的光学属性。在一些示例中，一个或多个外延芯片可具有不同于其他外延芯片的一个或多个光学属性(例如，能带结构)。例如，外延芯片的集合可允许光学感测系统发射比单个外延芯片更宽的波长范围(例如，红色、绿色和蓝色)。外延芯片可为能够相依地操作的。例如，位于一个外延芯片上的检测器可被配置用于通过一个或多个光学信号来测量由位于另一个外延芯片上的光源发射的光的光学属性。外延芯片的集合还可允许检测多个激光输出，其中两个或更多个外延芯片可具有不同的材料和/或光学属性。在第一时间段期间，位于一个或多个第一外延芯片上的光源可被驱动，而位于一个或多个第二外延芯片上的检测器可被配置用于光学感测。在第二时间段期间，位于一个或多个第二外延芯片上的光源可被驱动，而位于一个或多个第一外延芯片上的检测器可被配置用于光学感测。在一些实例中，包括在相同外延芯片中的光源和检测器可通过形成沟槽而电隔离，该沟槽可比包括在外延晶圆中的一个或多个(例如，所有)导电层深。

附图说明

图1示出了根据本公开的示例的示例性设备的一部分的剖视图。

图2A示出了根据本公开的示例的包括位于单独的外延芯片上的光源和检测器的示例性设备的框图。

图2B示出了根据本公开的示例的外延芯片的示例性部分的框图。

图2C示出了根据本公开的示例的多个能够独立操作的外延芯片的剖视图。

图3A示出了根据本公开的示例的多个能够相依地操作的外延芯片的顶视图。

图3B示出了根据本公开的示例的多个能够相依地操作的外延芯片的剖视图。

图4A示出了根据本公开的示例的具有温度的示例性光传感器的能带结构的变化。