[發明專利]光電二極管芯片及其制作方法

在審

• 申請號: 201710744981.4
• 申請日: 2017-08-25
• 公開（公告）號: CN107516684A
• 公開（公告）日: 2017-12-26
• 發明（設計）人: 劉宏亮;楊彥偉;陸一峰;徐虎
• 申請（專利權）人: 深圳市芯思杰智慧傳感技術有限公司
• 主分類號: H01L31/0232
• 分類號: H01L31/0232;H01L31/109;H01L31/18
• 代理公司: 北京友聯知識產權代理事務所(普通合伙)11343
• 代理人: 尚志峰,汪海屏

技術領域

本發明涉及芯片技術領域，具體而言，涉及一種光電二極管芯片及其制作方法。

背景技術

隨著“互聯網+”、物聯網、云計算和高清視頻、音頻、大數據等應用的快速增長，在線影院、網絡視頻、電子商務、網絡社交、在線游戲等各種應用已經完全融入人民的日常生活，對大容量的數據傳輸有了更為迫切的需求。光功率監測光電二極管芯片是光通信及光數據傳輸中不可缺少的芯片，主要用于光發射端，監測激光器的光功率變化，通過激光器的光功率變化來控制激光器的光輸出性能。

現有技術方案：

1)芯片光入射方式

現有技術采用傳統工藝，增透膜鍍于頂層上面，所以芯片光敏區位于芯片正面，光只能從芯片正面入射，在制作過程中，由于擴散區直徑一般要求較大，可達幾千微米甚至毫米尺寸，在芯片制作過程中對于擴散區的保護要求很高，工藝控制難度大，成品率低，而且，擴散區的大小受到限制。此外，由于激光器采用側面出光，現有技術采用正面入光的光功率監測光電二極管芯片不能很好的與側面出光的激光器對接耦合。

2)芯片貼裝工藝

現有技術采用正面入光的光功率監測光電二極管芯片，在芯片貼裝時需要先側立貼于陶瓷載體，在于陶瓷載體一起貼于激光器的端面位置，貼裝工藝復雜，難以控制，且在后續綁線工藝難以操作。另外，現有技術采用正面入光的光功率監測光電二極管芯片，側面無法蒸鍍焊接所需要的金屬層，只能采用光學膠或銀膠固定，可靠性差。

發明內容

本發明旨在至少解決現有技術或相關技術中存在的技術問題之一。

為此，本發明的一個方面在于提出了一種光電二極管芯片。

本發明的另一個方面在于提出了一種光電二極管芯片條的制作方法。

本發明的再一個方面在于提出了一種光電二極管芯片的制作方法。

有鑒于此，根據本發明的一個方面，提出了一種光電二極管芯片，包括：外延層，包括襯底層、緩沖層、吸收層以及頂層，襯底層位于底部，緩沖層、吸收層以及頂層依次沉積在襯底層上；在頂層之上沉積有鈍化膜，在鈍化膜上蝕刻有擴散區，使得擴散區擴散至吸收層和頂層內；其中，在外延層的底部，自上而下蝕刻有光反射區，光反射區設置于襯底層和吸收層之間，使得自襯底層射入的光線照射在光反射區后，反射到擴散區。

本發明提供的光電二極管芯片，外延層由襯底層、緩沖層、吸收層以及頂層構成，為光電二極管芯片提供了基礎結構，通過在頂層上沉積鈍化膜，為外延層中的頂層的層級結構提供了保護，通過在鈍化膜上蝕刻擴散區，并利用鋅擴散技術使得擴散區擴散至吸收層和頂層內，實現了給光電二極管芯片設置擴散區的技術目標，通過采用在光電二極管芯片襯底層和吸收層之間制作光反射區，使得光電二極管芯片能夠經由側面接收入射光，入射光經過光反射區反射到擴散區。本發明提出的光電二極管芯片能夠從芯片側面接收入射光線，解決了光線從光電二極管芯片正面入射導致的擴散區面積受限的問題，擴散區的面積大小不再受限制，除此之外，本發明提出的光電二極管芯片由于采用側面入光，還可以很好的讓激光器側面發出的光從側面直接耦合到光電二極管芯片，同時光電二極管芯片采用側面入光很好的避免了側立貼裝，只需直接正立貼裝與激光器端面即可，操作便捷，穩定性好，可靠性高。

在上述技術方案中，優選地，光電二極管芯片還包括：光反射區設置在襯底層和緩沖層上。

在該技術方案中，光反射區可以設置在襯底層和緩沖層，用于對自襯底層射入的光線進行反射，使得從光電二極管芯片側面射入的光線能夠順利到達擴散區。

在上述任一技術方案中，優選地，光電二極管芯片還包括：光反射區的光反射面為曲面，且光反射區自與光電二極管芯片的入光面相交的兩對側壁中的一個向另一個貫穿并延伸。

在該技術方案中，通過采用從與光電二極管芯片的入射光面相交的兩個側壁中的一個向另一個蝕刻貫穿并延伸，實現了制作光反射區的技術目標，并且制作形成的光反射面是曲面，由于光反射面是曲面，能夠實現對入射光線以一定角度反射的功能，避免了入射光線沿著原光路返回的問題，進而使得自襯底層射入的光線照射在光反射區的光反射曲面上時，入射光線能夠反射到擴散區。

在上述任一技術方案中，優選地，光電二極管芯片還包括：光反射面與平行于外延層沉積方向的截面的交線為圓弧。