一种SPAD同轴型TO器件及其制作方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115513334A(43)申请公布日2022.12.23(21)申请号202211143990.5(22)申请日2022.09.20(71)申请人武汉光谷量子技术有限公司地址430000湖北省武汉市东湖新技术开发区科技三路99号武汉光谷·激光科技园1#新型厂房12层(72)发明人熊祎灵于华伟曾磊(74)专利代理机构武汉智权专利代理事务所(特殊普通合伙)42225专利代理师裴童(51)Int.Cl.H01L31/18(2006.01)H01L31/0203(2014.01)H01L31/0232(2014.01)H01L31/107(2006.01)权利要求书2页说明书8页附图3页(54)发明名称一种SPAD同轴型TO器件及其制作方法(57)摘要本申请公开了一种SPAD同轴型TO器件及其制作方法，涉及同轴型光电器件技术领域，该制作方法包括：将SPAD进行管帽封焊后，安装至耦合焊接平台器件底座，获取SPAD的初始耦光位置；依次在多个预设的对准偏置电压下，通过逐行扫描方式获取每个耦光位置对应光生电流的三维分布，进而得到多个二维截面数据；基于每个对准偏置电压下的多个二维截面数据，获取满足预设条件的对准偏置电压作为初始耦光条件；在初始耦光条件下，当尾纤的入射光线汇聚于有源区几何中心位置、且轴向上汇聚于SPAD芯片吸收层内时，将尾纤和SPAD器件进行焊接，得到SPAD同轴型TO器件。本申请，可有效减小暗计数率，提升相同过偏压下的单光子探测效率。CN115513334ACN115513334A权利要求书1/2页1.一种SPAD同轴型TO器件制作方法，其特征在于，其包括步骤：将SPAD进行管帽封焊后，安装至耦合焊接平台器件底座，获取SPAD输出峰值光电流时的位置和角度，作为SPAD的初始耦光位置；依次在多个预设的对准偏置电压下，自初始耦光位置，通过逐行扫描方式获取每个耦光位置对应光生电流的三维分布，进而得到沿不同方向面进行截面的多个二维截面数据；所述二维截面数据中，横坐标为对应截面的耦光位置，纵坐标为光生电流值；基于每个对准偏置电压下的多个二维截面数据，获取满足预设条件的对准偏置电压作为初始耦光条件；所述预设条件为：光生电流电场均匀且无边缘击穿、以及光生电流在有源区边缘下降速率大于第一速率阈值；在所述初始耦光条件下，当尾纤的入射光线汇聚于有源区几何中心位置、且轴向上汇聚于SPAD芯片吸收层内时，将尾纤和SPAD器件进行焊接固定，得到SPAD同轴型TO器件。2.如权利要求1所述的SPAD同轴型TO器件制作方法，其特征在于：当二维截面数据中，分别距离两侧有源区边缘等距离位置的两个光生电流的差值绝对值均小于第一差值阈值时，判断光生电流电场均匀。3.如权利要求1所述的SPAD同轴型TO器件制作方法，其特征在于，所述三维分布中，以光生电流为Z轴坐标，以耦光位置的行列位置分别为X轴坐标和Y轴坐标，初始耦光位置的X坐标和Y坐标均为0；沿不同方向面进行截面的多个二维截面数据包括：沿X轴所在方向面截面的二维截面数据、沿Y轴所在方向面截面的二维截面数据、X轴绕Z轴顺时针旋转45°后所在方向面截面的二维截面数据、以及Y轴绕Z轴顺时针旋转45°后所在方向面截面的二维截面数据。4.如权利要求3所述的SPAD同轴型TO器件制作方法，其特征在于，自初始耦光位置，通过逐行扫描方式获取每个耦光位置对应光生电流的三维分布，具体包括：耦光位置自原点向X轴负方向调整至光生电流衰减至预设电流值时停止，并以该点为起始点；自起始点向X轴正方向以第一步长移动，至光生电流衰减至预设电流值时，向Y轴正方向移动第一步长后，向X轴负方向以第一步长移动，至光生电流再次衰减至预设电流值时，再向Y轴正方向移动第一步长后向X轴正方向以第一步长移动，直至完成Y轴正方向半部分的响应测试；自起始点向Y轴负方向移动第一步长；向X轴正方向以第一步长移动，至光生电流衰减至预设电流值时，向Y轴负方向移动第一步长后，向X轴负方向以第一步长移动，至光生电流再次衰减至预设电流值时，再向Y轴负方向移动第一步长，直至完成Y轴负方向半部分的响应测试；每次移动第一步长时，获取当前耦光位置处的光生电流。5.如权利要求1所述的SPAD同轴型TO器件制作方法，其特征在于：当由初始耦光位置到光生电流衰减至预设电流值的各耦光位置距离相同、且任意两个方向上移动单位距离的衰减速率的差值绝对值小于第二差值阈值时，判定尾纤的入射光线汇聚于有源区几何中心位置。6.如权利要求5所述的SPAD同轴型TO器件制作方法，其特征在于：2CN115513334A权利要求书2/2页当由初始耦光位置到光生电流衰减至预设电流值的各耦光位置距离不同、或任意两个方向上移动单位距离的衰减速率的差值绝对值不小于第