[發明專利]集成光學開關

有效

• 申請號: 201780094476.8
• 申請日: 2017-08-29
• 公開（公告）號: CN111492583B
• 公開（公告）日: 2023-09-29
• 發明（設計）人: H·澤格芒特;D·派徹;S·勒圖爾;J-F·魯;J-L·庫塔
• 申請（專利權）人: 意法半導體有限公司
• 主分類號: H03K17/78
• 分類號: H03K17/78;G01R13/34;H01L31/08
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 董莘

一種集成光學開關，其形成在半導體襯底中和在半導體襯底上，該集成光學開關包括光電導體體部(PC)，光電導體部(PC)包括第一端(1)和第二端(2)，第一端(1)被配置為接收電輸入信號，該第二端(2)被配置為遞送電輸出信號，光電導體部(PC)具有通過存在光學信號(SO)激活的電接通狀態、以及通過不存在光學信號(SO)激活的電關斷狀態，其中從第一端到第二端的方向限定了縱向方向(D3)，并且光電導體部具有與縱向方向(D3)正交的橫截面，該橫截面沿縱向方向(D3)從第一端(1)向第二端(2)逐漸減小。

技術領域

本發明的實施例涉及開關設備，例如但不限于在模數轉換設備中使用的開關設備，特別是涉及在采樣保持電路中使用的開關設備。

背景技術

采樣保持電路是這樣的設備，該設備對模擬信號進行采樣、并且周期性地將該模擬信號的值保持在恒定的水平上一段確定的時間。

出于該目的，采樣保持電路可以例如包括開關，該開關由周期性脈沖信號控制并且被耦合到電容性元件，并且該開關被配置為接收待采樣的模擬信號作為輸入，以及遞送經采樣的信號作為輸出。

常規地，周期脈沖信號由電子時鐘信號生成器生成。

在這種類型的信號中，通常會觀察到抖動(jitter)現象，抖動現象對應于在所生成的信號的脈沖與考慮到時鐘信號生成器的理論頻率而應當觀察到的理論脈沖之間的時間偏移。特別地，抖動可能是由電磁干擾引起的，并且可能導致數據傳輸中的錯誤。

例如，可能觀察到在生成信號的某些脈沖與相同頻率的理論信號之間的50飛秒量級的變化。

該問題的一種解決方案包括使用脈沖光學信號，例如，該脈沖光學信號由激光器發射，并且被傳輸給光電導體體部，光電導體體部的電阻率的變化由光學信號來計時。取決于所使用的激光器，該解決方案可能使抖動現象減少為五分之一。

然而，這種類型的開關表現出關斷狀態中的光電導體的電阻率與接通狀態中的光電導體的電阻率不佳的比率，而這導致開關損失效率。

發明內容

因此，根據一個實施例，提供了一種開關，該開關例如可以在采樣保持電路中被使用，其表現有限的抖動效應，并且具有關斷狀態中的電阻率與在接通狀態中的電阻率的高比率。

根據一方面，提供了一種集成光學開關，其在半導體襯中和在半導體襯底上制造，該集成光學開關包括光電導體體部，光電導體體部包括第一端和第二端，該第一端被配置為接收電輸入信號，該第二端被配置為遞送電輸出信號，光電導體體部具有通過存在光學信號來激活的電接通狀態、以及通過不存在光學信號來激活的電關斷狀態，其中從第一端到第二端的方向限定了縱向方向。

光電導體體部具有沿縱向方向從第一端向第二端逐漸減小的、與縱向方向正交的橫截面。

發明人已經觀察到光電導體體部的電阻率的降低特別取決于所吸收的光子的數量。此外，由于所吸收的光子數目沿光電導體體而減少，所以由光學信號照射的恒定橫截面光電導體體部表現出不均勻的電阻率，并且更具體地，該電阻率在第一和第二端之間增加。

因此，逐漸減小光電導體體部的截面使得能夠補償這種電阻率增加，并且因此降低導通狀態中的光電導體體部的電阻。光電導體體部在接通狀態中的電阻率與在關斷狀態中的電阻率的比率因此被改進。

根據一個實施例，該橫截面具有沿第一方向呈現的第一尺寸(例如其寬度)，以及沿與第一方向正交的第二方向呈現的第二尺寸(例如其高度)，并且光電導體體部的橫截面的第一尺寸逐漸減小，而第二尺寸保持恒定。

換言之，可以僅變化光電導體體部的寬度，其高度保持恒定。

如上文所提及的，第一尺寸可以是橫截面的寬度，該橫截面的寬度平行于襯底的上表面測量，并且第二尺寸可以是橫截面的高度，該橫截面的高度垂直于襯底的上表面測量。