[發明專利]靜電放電防護結構

有效

• 申請號: 201680078090.3
• 申請日: 2016-10-27
• 公開（公告）號: CN108541343B
• 公開（公告）日: 2021-05-18
• 發明（設計）人: 德瑞坦·瑟婁;多米尼克·約翰·古德威爾;艾瑞克·伯尼爾
• 申請（專利權）人: 華為技術有限公司
• 主分類號: H01L31/02
• 分類號: H01L31/02;H01L31/105;H01L31/0232;H01L27/02;H01L27/144;H01L27/146;G02B6/00
• 代理公司: 深圳市深佳知識產權代理事務所(普通合伙) 44285
• 代理人: 王仲凱

提供了用于基于光子平臺的光電二極管系統的靜電放電防護結構。具體地，本申請提供了光電二極管組件，該光電二極管組件包括：光電二極管(如Si或SiGe光電二極管)；波導(212)(如硅波導)；以及防護結構，其中，該防護結構包括二極管，該防護結構圍繞Si或SiGe光電二極管的全部周圍或基本上全部周圍延伸并且允許來自硅波導(212)的光傳播到Si或SiGe光電二極管中。

相關申請的交叉引用

本申請要求于2016年5月2日提交的美國臨時專利申請No.62/330,569以及于2016年9月19日提交的美國專利申請No.15/269,331的優先權的權益，這兩個申請標題都為“Electrostatic Discharge Guard Structure”并且通過引用將其全部內容并入本文中。

技術領域

本申請屬于光子學領域。更具體地，本申請涉及光電二極管及其制造方法和用途。

背景技術

光電二極管(Photodiode，PD)是能夠將光轉換為電流或電壓的半導體光電探測器。最常用的光電探測器是正型-負型(p-n)光電二極管、正型-本征型-負型(p-i-n)光電二極管和雪崩光電二極管。

在p-n PD的p-n結處或在p-i-n光電二極管的本征區或i區處吸收的光子生成一對電流載流子——價帶中的空穴和導帶中的電子，上述一對載流子朝向相應的p摻雜區域和n摻雜區域漂移。入射光生成光電流，其中電壓輸出單調地依賴于入射光的量。雪崩光電二極管在其最簡單的形式下是施加有非常高的反向偏置電壓的p-i-n二極管。更高級的雪崩光電二極管包括被稱為倍增層的附加層，在倍增層中，電流載流子通過被稱為碰撞電離的過程而倍增。

由于其簡單性、緊湊性和易于操作，PD已經廣泛用于消費電子設備例如光盤播放器、煙霧探測器以及DVD播放器和電視機中的用于遙控的接收器。PD經常用于科學和工業以及各種醫療應用中的光功率的精確測量。在光通信系統中，PD用于將光信號轉換為電信號。

來自相鄰物體(如人體)的靜電放電(Electrostatic discharge，ESD)是電子集成電路(electronic integrated circuit，IC)和光電子器件故障的主要原因。對于IC和非硅基光電子部件，ESD已經被充分地研究和標準化。具體地，已經報道了諸如激光二極管、發光二極管和InGaAs光電二極管的非硅光電子部件的ESD靈敏度。

為了保護光電二極管免受ESD影響，電子制造商控制空氣濕度，提供接地的地面和臺面，并且引入特殊的封裝過程和材料。這些措施實施起來很昂貴，而且并非完全有效，有時難以檢測到殘留的ESD損害。此外，如果不采取類似的預防措施，則ESD可能在客戶現場處損壞PD。

對于基于光學平臺的系統例如具有共封裝(非單片)驅動電路的硅光子(siliconphotonics，SiPh)，先前的公開指出應該包括ESD保護。然而，迄今為止，這些公開沒有提供如何實現針對SiPh的ESD保護的指導；此外，這些公開沒有公開或建議包括ESD保護的任何光子元件的設計或制造。

因此，需要針對SiPh系統的ESD保護。

上述信息被提供以用于形成申請人認為可能與本發明相關的已知信息的目的。沒有任何承認必然意在，也不應當被解釋為：任何上述信息都構成本發明的現有技術。

發明內容

本申請的目的是為硅光電二極管系統提供靜電放電保護。

根據本申請的一個方面，提供了一種光電二極管組件，該光電二極管組件包括：光電二極管；與該光電二極管通信的波導(如硅波導)；以及防護結構，其中，該防護結構圍繞光電二極管的基本上全部周圍延伸并且包括二極管，其中，當防護結構與波導共面時，防護結構包括以下中至少之一：

間隙；以及

在能夠由光電二極管檢測到的光的波長處基本上光學透明的結構，以及