[發(fā)明專利]光電晶片結(jié)構(gòu)及光電元件

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010196899.0
• 申請日: 2010-06-10
• 公開（公告）號: CN101964374A
• 公開（公告）日: 2011-02-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 袁榮亨
• 申請（專利權(quán)）人: 前源科技股份有限公司
• 主分類號: H01L31/105
• 分類號: H01L31/105;H01L31/02;H01L31/0224;H01L33/48;H01L33/62;H01L33/36
• 代理公司: 北京北新智誠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11100
• 代理人: 張衛(wèi)華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用以收發(fā)光訊號的光電元件晶片結(jié)構(gòu)及光電元件，屬于光通訊的技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

光電元件系由底座與光電晶片組合而成。其中底座可以是金屬盤體(metal?stem)與金屬接腳的組合，例如To-can?Header，或是非金屬盤體與金屬接腳的組合，例如LeadframeHeader。其次底座上可配置一載體(submount)承載光電晶片，且光電晶片的電極透過接腳與電路板上的電路連接。

上述光電晶片的電極可位在相對面，例如其一位在光電晶片上方表面，另一位在光電晶片下方表面；當光電晶片配置在載體(Submount)上，位在下方表面的電極可與載體接觸并形成電性連結(jié)；載體更進一步作為打線墊(bounding?pad)，使得一導線可連接一接腳(電極)與載體；至于位在光電晶片上方表面的電極也可藉一導線與另一接腳(電極)電性連接。值得注意的是，載體與底座的表面需形成不導電的狀態(tài)。

圖1a與圖1b顯示光電晶片的二個電極位在不同面；以PIN-TIA架構(gòu)的光電元件為例，光電晶片200位在一異質(zhì)基板/載體205上，且其組合配置在一底座201；其中光電晶片200電性連接一轉(zhuǎn)阻放大器(TIA)202，且光電晶片200與底座201形成絕緣且可供操作；然而異質(zhì)基板205的價格較高且體積與面積較大，因此導致光電晶片200的電容提高且降低頻率響應(yīng)。

圖1c與圖1d顯示另一種使光電晶片200能夠絕緣地配置在底座201上且供操作的方式。其主要是在一同質(zhì)的半絕緣基板(semi-insulating?substrate，SI基板)206上磊晶(外延)生成P-I-N結(jié)構(gòu)的晶層，并藉由蝕刻技術(shù)形成二個電極203、204；然而同質(zhì)半絕緣基板206同樣存在成本高的缺失，而且N+晶層的厚度很薄(通常僅約數(shù)個微米，所以須搭配精密的蝕刻制程以預(yù)防N+晶層不慎被蝕穿而造成元件無法運作。

另外美國專利6,586,718揭露一種光電晶片，其揭露在一同質(zhì)的半絕緣基板上磊晶生成P-I-N層；其中N晶層容易因蝕刻過度而被蝕穿。

根據(jù)以上所述，傳統(tǒng)PIN-TIA架構(gòu)的光電元件要使光電晶片與底座間形成絕緣，使用異質(zhì)基板會導致成本高且頻寬降低；而使用同質(zhì)半絕緣基板除了成本高外，還會因為N+晶層薄不易控制蝕刻制程而導致制程參數(shù)須相當精準，提高了制作的困難度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的在于提供一種光電元件，系包含一底座搭配一光電晶片，其中底座的預(yù)定區(qū)域具有一絕緣構(gòu)造用以承載光電晶片，藉此使光電元件具有高頻寬、低成本、易制作及/或高良率的功效。

為滿足上述的功效，本發(fā)明的光電晶片特別設(shè)計成一端具有較大厚度且可導電的同質(zhì)基座(N+基座)，且一晶層構(gòu)造位于該基座上；該晶片更具有二個電極且位在同側(cè)及具有相同金屬結(jié)構(gòu)；輔以一低介電常數(shù)材料層(Low?K材料層，如BCB或SOG)降低電容的設(shè)計，或在底部鋪上SOG造成與底座絕緣的設(shè)計，可以使光電元件的制作具有高頻寬、低成本、易制作及/或高良率的功效。

底座的絕緣構(gòu)造除了可直接承載上述光電晶片外，其更可搭配一輔助接腳，且以該輔助接腳來承載光電晶片；如此可使光電晶片與底座間不具導電特性，而且藉由調(diào)整輔助接腳的長度，可以達到調(diào)整光電晶片的高度，以及讓輔助接腳成為斷路狀態(tài)或作為電極。

該光電晶片一般為P-I-N的檢光二極體，亦可為雷射二極體或發(fā)光二極體。

其次底座可具有一環(huán)狀的延伸墻部位在底座的盤體周邊，且使延伸墻部與一蓋體結(jié)合形成光電元件，藉此達到組立簡便的功效。

本發(fā)明的光電元件具有高頻寬、低成本、易制作及/或高良率的功效，且組立簡便。

附圖說明

圖1a系習知PIN-TIA結(jié)構(gòu)一的示意圖。

圖1b系習知PIN-TIA結(jié)構(gòu)一的另一示意圖。

圖1c系習知PIN-TIA結(jié)構(gòu)二的示意圖。

圖1d系習知PIN-TIA結(jié)構(gòu)二的另一示意圖。

圖2系本發(fā)明第一實施例的平面示意圖。

圖3系本發(fā)明第一實施例的剖面示意圖。

圖4a系本發(fā)明第一實施例的絕緣構(gòu)造一端凸出且結(jié)合蓋體的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4b系本發(fā)明第一實施例的絕緣構(gòu)造一端凹下且結(jié)合蓋體的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5系本發(fā)明第二實施例的平面示意圖。

圖6系本發(fā)明第二實施例的剖面示意圖。

圖7a系本發(fā)明第二實施例的絕緣構(gòu)造一端凸出且結(jié)合蓋體的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7b系本發(fā)明第二實施例的絕緣構(gòu)造一端凹下且結(jié)合蓋體的結(jié)構(gòu)示意圖。