光偵測元件Photodiode Device

專利類型

發明

專利國別 (專利申請國家)

中華民國

專利申請案號

105104830

專利證號

I 595678

專利獲證名稱

光偵測元件Photodiode Device

專利所屬機關 (申請機關)

國立中央大學

獲證日期

2017/08/11

技術說明

和p-i-n 檢光二極體相比，操作在1.55 m 光波長的累增崩潰光二極體 (APD)，其具有較高 (+ ~8 dB)的靈敏度並在近年來的光纖通信市場受到極大的注意。現在，操作在10 Gbit/sec的APD在市場上需求殷切，其主要應用就是在目前美、日等國將架設(或更新)的 10 Gbit/sec 被動光網路。然而和p-i-n 檢光二極體相比， APD因為二次電洞 (或電子) 飄移時間和累增延遲時間，其具有較慢的內部反應速度。此項速度瓶頸，也限制了繼續推進APD的速度以滿足下世代400 Gbit/sec乙太網路的光接收電路需求。 在400 Gbit/sec的系統中，能夠操作在每通道速度高達25 或50 Gbit/sec並具有高靈敏度的光接收模組是必須的。除此之外，為了能夠處理系統中可能出現的突發式信號，此接收模組除了有高速、高敏感度的特性外還需具有高線性度的表現。 在此發明中，我們所展示的事一種新穎、p-side 朝上的平台式APD結構。其以In0.52Al0.48As為累增層並具有部分空乏的吸收層設計。在此結構中，高電場的區域將會大部份局限在元件的底部中央，並不會暴露到空氣或表面。如此，並可以大幅增進元件可靠度的表現。除此之外，部分空乏的吸收層設計可以有效縮短電洞傳輸時間，增進線性度而且不會犧牲效率表現。 在APD中為了追求> 25 Gbit/sec高速的表現，薄的In0.52Al0.48As累增層厚度 (< 100 nm) 是需要的。然而此舉卻會大幅增加元件的暗電流，並且可能劣化APD的敏感度。在此專利申請中我們會提出一種新的累增層設計: 混合式磊增層。此設計可以大幅緩解累增層縮薄時暗電流的增加，並改善其噪音表現。 In this patent, we will disclose a novel p-side up mesa type In0.52Al0.48As based APD with partially depleted p-type absorber inside. By utilizing our proposed mesa structure, the high-E field would be strongly confined in the bottom and center parts of device without exposing to the air. This should greatly benefit its reliability performance. In addition, the partially depleted absorber in our structure can effectively shorten the hole drift-time without sacrificing the efficiency performance.

備註

本部(收文號1090071728)同意該校109年11月30日中大研產字第1091401301號函申請終止維護專利(中央)

連絡單位 (專責單位/部門名稱)

智權技轉組

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