光学接收器模块制造技术

技术编号:18179666 阅读:35 留言:0更新日期:2018-06-09 21:50
一种光学接收器模块,其中,所述光学接收器模块具有:具有第一吸收边的第一类型的部分电压源以及具有第二吸收边的第二类型的部分电压源,第一吸收边与第二吸收边相比处于更高的能量,只要具有确定的波长的光子流照射到部分电压源上,则这些部分电压电源中的每个就产生一个部分电压,两个部分电压源串联连接,其中,对于第一类型,设置有第一数量N1的彼此串联连接的次级部分电压源,对于第二类型,设置有第二数量N2的彼此串联连接的次级部分电压源,在两种类型情况下,次级部分电压源的源电压彼此的相应偏差小于20%,在各两个彼此相继的次级部分电压源之间构造有隧道二极管,其中,次级部分电压源与每种类型的隧道二极管单片地集成。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光学接收器模块
本专利技术涉及一种光学接收器模块。
技术介绍
由DE10350112A1已知一种光学接收器模块。此外,由US4127862、US6239354B1、DE102010001420A1、NaderM.Kalkhoran等所著的《Cobaltdisilicideintercellohmiccontactsformultijunctionphotovoltaicenergyconverters》(物理学快报,第64期,1980年(1994))以及由A.Bett等所著的《III-VSolarcellsundermonochromaticillumination》(光伏专家会议,2008年,PVSC’08年第33届,IEEE,第1-5页,ISBN:978-1-4244-1640-0)已知其他的光学接收器模块以及由III-V族材料构成的可缩放的电压源。由US4996557还已知其他的光学接收器模块。由US2006/0048811A1、US8350208B1以及WO2013/067969A1也已知光学构件。
技术实现思路
在所述背景下,本专利技术的任务在于,说明一种扩展现有技术的设备。所述任务通过具有权利要求1的特征的光学接收器模块来解决。本专利技术的有利构型是从属权利要求的主题。根据本专利技术的主题,一种光学接收器模块具有具有第一吸收边(Absorptionskante)的第一类型的部分电压源以及具有第二吸收边的第二类型的部分电压源,其中,第一吸收边与第二吸收边相比处于更高的能量,并且只要具有确定波长的光子流照射到部分电压源上,则这些部分电压源中的每个部分电压源就产生一个部分电压,两个部分电压源串联连接,其中,对于第一类型,设置有第一数量N1的彼此串联连接的次级部分电压源,对于第二类型,设置有第二数量N2的彼此串联连接的次级部分电压源,其中,第一数量N1和/或第二数量N2大于1,并且在两种类型的情况下,次级部分电压源的源电压彼此的相应偏差小于20%,并且次级部分电压源中的每个次级部分电压源具有半导体二极管,所述半导体二极管具有pn结,并且在各两个彼此相继的次级部分电压源之间构造有隧道二极管,其中,每种类型中的次级部分电压源与隧道二极管堆叠状单片地集成,并且每种堆叠状单片集成的类型具有上侧和下侧。应该注意,概念“单片地集成“表示依次堆叠的半导体层,优选在外延工艺中将所述半导体层依次沉积。可以理解,概念“一种类型”、即第一类型和第二类型分别表示所述一种类型内的次级部分电压源,所述次级部分电压源具有如下半导体材料,所述半导体材料在相应类型内具有相同或几乎相同的吸收边。也应该注意,每种类型构成一个堆叠。换句话说,第一类型构成第一堆叠,第二类型构成第二堆叠。在两个堆叠之间,吸收边中的差异至少是50nm,其中,第一堆叠与第二堆叠相比始终具有在更小波长情况下的吸收边。因此,在堆叠状装置的情况下,第一堆叠始终布置在第二堆叠上方,也就是说,光入射到第一堆叠中、穿过第一堆叠并且以未在第一堆叠中被吸收的部分照射到第二堆叠上。应该注意,基本上与“堆叠上侧处的照明面积与第一堆叠的上侧处的面积大小的比较”相关的表达方式可以这样理解:所述面积之间的差异尤其小于20%、或优选小于10%、或优选小于5%、或最优选两个面积相等。也应该注意,用于对堆叠上侧进行照射的“光”的表达方式应理解为:具有吸收层的吸收范围内的波长的光谱的光。可以理解,具有确定波长的、也就是说具有吸收波长的、即具有吸收层的吸收范围内的波长的单色光也是合适的。可以理解,第一类型具有与第二类型完全不同的半导体材料,其中,第一类型与第二类型相比具有更高的吸收边或更大的带隙能量,并且与在第二堆叠中吸收的光相比,在第一堆叠中吸收的光的波长更短。优选地,部分电压源包括III-V族材料作为半导体材料。一个优点在于,借助将两个堆叠集成在唯一的壳体中而接收不同的光色,并且分别将所述不同的光色转换成电压。如果将两个堆叠串联连接,则总电压增加。而且也可以实现多色接收器的一种非常节省空间且成本有利的结构。另一优点在于,借助接收器模块的高电压可以操控例如MOSFET形式的构件。在一种实施方式中,第一数量N1和/或第二数量N2≥3。由此,可以借助每个堆叠产生高电压。在一种扩展方案中,在两种类型的情况下,次级部分电压源的源电压彼此的相应偏差小于10%。在一种扩展方案中,一种类型内的半导体二极管分别包括相同的半导体材料,其中,二极管的半导体材料在此具有相同的晶体组成,并且优选地,化学计量几乎相同或优选完全相同。优选地,第一半导体材料具有由至少元素InGaP和/或AlGaAs构成的化合物,并且第二半导体材料包括由至少元素GaAs或InGaAs构成的化合物。在另一实施方式中,第一半导体材料由InGaP化合物构成,第二半导体材料由GaAs构成或由InGaAs化合物构成,也就是说所述化合物不具有其他化合物元素。然而可以理解,所述化合物通常具有掺杂剂,并且有时也具有不期望的杂质。在另一扩展方案中,作为第一堆叠的第一类型的次级部分电压源与作为第二堆叠的第二类型的次级部分电压源共同单片地集成,并且构成一个共同的堆叠、即总堆叠。可以理解,在第一堆叠与第二堆叠之间构造有隧道二极管,并且电流流过整个堆叠,即各个层形成串联电路。在另一实施方式中,第一类型的部分电压源与第二类型的部分电压源构成两个并排布置的堆叠,也就是说,第一堆叠布置在第二堆叠的旁边。优选地,两个堆叠布置在一个共同的衬底上。在此,可以将两个堆叠串联连接。在另一实施方式中,两种类型堆叠状地叠置,其中,在两个堆叠之间构造有板状的绝缘层、即厚度小于1mm的绝缘体。在此,两个堆叠串联连接,并且第一堆叠布置在第二堆叠上,未由第一堆叠吸收的光照射到第二堆叠上。在一种扩展方案中,第一吸收边低于750nm并且第二吸收边高于820nm。在另一扩展方案中,两个吸收边中的一个高于1000nm。在一种扩展方案中,在第一类型和/或第二类型的情况下,半导体堆叠的相应的基面具有四边形的形状,其中,相应的四边形的最大边长小于2mm并且面积小于4mm2或小于2mm2。在另一实施方式中,两种类型的次级部分电压源的半导体二极管具有p掺杂的吸收层,其中,p型吸收层由具有与该p型的吸收层的带隙相比更大带隙的p掺杂的钝化层钝化,并且两种类型的次级部分电压源的半导体二极管具有n掺杂的吸收层,其中,n型吸收层由具有与该n型吸收层相比更大带隙的n掺杂的钝化层钝化。在一种扩展方案中,隧道二极管中的至少一个具有与p/n型吸收层相比具有更高带隙的多个半导体层,其中,这些具有更高带隙的半导体层分别由具有经改变的化学计量的材料和/或由与半导体二极管的p/n型吸收层具有不同元素组成的材料构成。在一种实施方式中,光照射到表面的上侧处,其中,所照明的表面的大小基本上相应于上侧的面积大小。在另一扩展方案中,每种类型具有小于12μm的堆叠厚度,其中,在300K的情况下,只要具有小于吸收边的波长的光照射,则第一和/或第二堆叠的部分源电压的电压就大于2.2V,其中,在从每个堆叠的上侧到下侧的光入射方向上,半导体二极管的p型和n型吸收层的总厚度从最上部的半导体二极管到最下部的半导体二极管增加。在一种实施方式中,部分电压源在下侧附近具有本文档来自技高网...
光学接收器模块

【技术保护点】
一种光学接收器模块(EM),其中,所述接收器模块(EM)具有:具有第一吸收边的第一类型的部分电压源(VQ1)以及具有第二吸收边的第二类型的部分电压源(VQ2),所述第一吸收边与所述第二吸收边相比处于更高的能量,这些部分电压源(VQ1,VQ2)中的每个部分电压源产生一个部分电压,并且两个部分电压源(VQ1,VQ2)串联连接,其特征在于,所述第一类型构成第一堆叠,所述第二类型构成第二堆叠,在所述两个堆叠之间,这些吸收边中的差异至少是50nm,两个堆叠集成在唯一的壳体中,以便构成多色接收器,对于所述第一类型,设置有第一数量N1的彼此串联连接的次级部分电压源,对于所述第二类型,设置有第二数量N2的彼此串联连接的次级部分电压源,其中,所述第一数量N1和/或所述第二数量N2大于1,在两种类型的情况下,所述次级部分电压源的源电压彼此的相应偏差小于20%,并且所述次级部分电压源中的每个次级部分电压源具有半导体二极管(D1‑D5),所述半导体二极管具有pn结,在各两个彼此相继的次级部分电压源之间构造有隧道二极管,其中,每种类型的次级部分电压源和隧道二极管(T1‑T4)堆叠状地单片集成,并且每种堆叠状单片集成的类型具有上侧和下侧。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.10.20 DE 102015013514.71.一种光学接收器模块(EM),其中,所述接收器模块(EM)具有:具有第一吸收边的第一类型的部分电压源(VQ1)以及具有第二吸收边的第二类型的部分电压源(VQ2),所述第一吸收边与所述第二吸收边相比处于更高的能量,这些部分电压源(VQ1,VQ2)中的每个部分电压源产生一个部分电压,并且两个部分电压源(VQ1,VQ2)串联连接,其特征在于,所述第一类型构成第一堆叠,所述第二类型构成第二堆叠,在所述两个堆叠之间,这些吸收边中的差异至少是50nm,两个堆叠集成在唯一的壳体中,以便构成多色接收器,对于所述第一类型,设置有第一数量N1的彼此串联连接的次级部分电压源,对于所述第二类型,设置有第二数量N2的彼此串联连接的次级部分电压源,其中,所述第一数量N1和/或所述第二数量N2大于1,在两种类型的情况下,所述次级部分电压源的源电压彼此的相应偏差小于20%,并且所述次级部分电压源中的每个次级部分电压源具有半导体二极管(D1-D5),所述半导体二极管具有pn结,在各两个彼此相继的次级部分电压源之间构造有隧道二极管,其中,每种类型的次级部分电压源和隧道二极管(T1-T4)堆叠状地单片集成,并且每种堆叠状单片集成的类型具有上侧和下侧。2.根据权利要求1所述的光学接收器模块(EM),其特征在于,所述第一数量N1和/或所述第二数量N2≥3。3.根据权利要求1或2所述的光学接收器模块(EM),其特征在于,在两种类型的情况下,所述次级部分电压源的源电压彼此的相应偏差小于10%。4.根据上述权利要求中任一项所述的光学接收器模块(EM),其特征在于,一种类型内的半导体二极管(D1,-D5)分别包括相同的半导体材料。5.根据上述权利要求中任一项所述的光学接收器模块(EM),其特征在于,所述第一类型的次级部分电压源和所述第二类型的次级部分电压源共同单片地集成并且构成共同的堆叠,并且在所述第一类型与所述第二类型之间构造有隧道二极管(T0)。6.根据权利要求1至4中任一项所述的光学接收器模块(EM),其特征在于,所述第一类型的次级部分电压源与所述第二类型的次级部分电压源构成两个并排布置的堆叠(ST1,ST2),并且两个堆叠(ST1,ST2)优选布置在共同的衬底(SUB)上。7.根据权利要求1至4中任一项所述的光学接收器模块(EM),其特征在于,所述两种类型堆叠状地叠置,并且在所述两个堆叠(ST1,ST2)之间构造有厚度小于1mm的板状绝缘体(ISO)。8.根据上述权利要求中任一项所述的光学接收器模块(EM),其特征在于,所述第一吸收边构造成低于750nm,所述第二吸收边高于820nm。9.根据上述权利要求中任一项所述的光学接收器模块(EM),其特征在于,两个吸收边中的一个高于1000nm。10.根据上述权利要求中任一项所述的光学接收器模块(EM),其特征在于,所述部分电压源(VQ...

【专利技术属性】
技术研发人员:W·古特D·富尔曼C·佩珀
申请(专利权)人:阿聚尔斯佩西太阳能有限责任公司
类型:发明
国别省市:德国,DE

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