具有光电二极管的光电转换器件和光信号接收单元的制作方法_4

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小于120的水平面积。反射金属层160的水平面积可以小于光吸收半导体层124的水平面积。
[0134]在光正被反射层130反射且行进的同时,光的射束尺寸可以减小。被反射层130反射且到达光吸收半导体层124的光当中没有被光吸收半导体层124吸收的光可以朝向基板110的第一表面112连续地行进,同时光的射束尺寸进一步减小。反射金属层160可以形成为具有一水平面积,其等于或大于在被反射层130反射之后没有被光吸收半导体层124吸收但是到达反射金属层160的光的射束尺寸。
[0135]因此,在被反射层130反射的光当中没有被120的光吸收半导体层124吸收的光可以被反射金属层160反射,再次到达光吸收半导体层124,并且被光吸收半导体层124吸收。因此,PD 120的光吸收效率可以得以改善。
[0136]当反射金属层160具有非常大的水平面积时,从纤芯22入射到光电转换器件100c的光可以被反射金属层160反射而没有入射到光电转换器件100c。因而,反射金属层160可以形成为具有比ro 120或光吸收半导体层124的水平面积小的水平面积并且最少化没有入射到光电转换器件100c而是被反射的光。
[0137]反射金属层160的水平面积可以考虑到被反射金属层160反射而没有入射到光电转换器件100c的光的量、以及没有被光吸收半导体层124吸收而是到达反射金属层160并且被再次朝向光吸收半导体层124反射的光的量而确定。
[0138]图6示出了根据示例实施方式的光电转换器件100d的部分的截面图。
[0139]参考图6,光电转换器件100d可以包括基板110a、PD 120、反射层130a和微透镜140。
[0140]突起114a可以形成在基板110a的第二表面114的一部分上。反射层130a可以沿着突起114a形成在其上的第二表面114而共形地形成。因此,反射层130a可具有朝向PD 120的凹入形状。凹入形状的反射层130a可以形成在入射到光电转换器件100d的光到达反射层130a的位置并且可以形成为等于或大于所述光到达的区域的尺寸。因此,因为凹入形状的反射层130a可以用作凹透镜,所以在到达反射层130a的光被反射层130a反射之后,光的射束尺寸可以显著地减小。包括用作凸透镜的微透镜140和用作凹透镜的反射层130a的光学系统可具有相对短的焦距。
[0141]当基板110a具有相对小的厚度时,例如当图1所不的半导体芯片10进一步变薄时,被反射层130a反射的大部分光可以到达光吸收半导体层124,由此改善120的光吸收效率。
[0142]图7A示出了根据示例实施方式的光电转换器件101的部分的截面图。
[0143]图7B示出了显示根据示例实施方式的光电转换器件的部分的布局的平面图,具体地,示出了显示图7A所示的光电转换器件101中的ro 120和微透镜140的布局的平面图。
[0144]参考图7A和7B,光电转换器件101可以包括基板110、Η) 120、反射层130和微透镜 140。
[0145]从光缆中包括的光纤的纤芯22入射的光可以通过微透镜140入射到基板110的第一表面112。光从纤芯22入射的方向可相对于基板110的第一表面112的法线具有角度(Θ )。因而,包括纤芯22的光缆的中心轴可相对于基板110的第一表面112的法线具有角度Θ并且对应于微透镜140。
[0146]例如,光从纤芯22入射的方向可相对于基板110的第一表面112的法线具有大约3°到大约15°的角度。例如,包括纤芯22的光缆的中心轴可相对于基板110的第一表面112的法线具有大约3°至大约15°的角度,并且对应于微透镜140。
[0147]当光从纤芯22入射的方向相对于基板110的第一表面112的法线具有角度Θ时,微透镜140的中心可以在相对于基板110的第一表面112的水平方向上偏移远离光吸收半导体层124的中心,即偏离光吸收半导体层124的中心。
[0148]微透镜140的中心从光吸收半导体层124的中心偏离的距离dl可以是例如2Xt2Xtan0。此处,t2可以是基板110的厚度。考虑到120的厚度、微透镜140的D0F、可以形成在120和微透镜140之间的透明绝缘层的厚度以及工艺裕度,微透镜140的中心偏离光吸收半导体层124的中心的距离dl可以被确定在2 X t2 X tan Θ ± 5 %的范围内。
[0149]根据微透镜140的中心偏离光吸收半导体层124的中心的距离dl,至少一部分光吸收半导体层124可以在基板110的第一表面112的垂直方向上不交叠微透镜140。类似地,每个第一导电类型半导体层122和第二导电类型半导体层126的至少一部分可以在基板110的第一表面112的垂直方向上不交叠微透镜140。分别电连接到第一导电类型半导体层122和第二导电类型半导体层126的导电互连可以在第一导电类型半导体层122和第二导电类型半导体层126的没有交叠微透镜140的部分上远离120延伸。
[0150]因此,可以防止透过微透镜140入射到光电转换器件101的光由于分别电连接到第一导电类型半导体层122和第二导电类型半导体层126的导电互连导致被吸收或反射,由此改善ro 120的光吸收效率。
[0151]基板110的厚度t2可以是FLXcos Θ/2。此处,FL可以是微透镜140的焦距。考虑到ro 120的厚度、微透镜140的D0F、可以形成在ro 120和微透镜140之间的透明绝缘层的厚度、以及工艺裕度,基板110的厚度t2可以被确定在FLXcos θ/2±5%的范围内。
[0152]图8示出了根据示例实施方式的光电转换器件101a的部分的截面图。
[0153]参考图8,光电转换器件101a可以包括基板110、PD 120、反射层130、微透镜140和抗反射层150。抗反射层150可以形成在基板110的第一表面112上。抗反射层150可以起减少入射到基板110的光的反射的功能。
[0154]抗反射层150可以形成在微透镜140和基板110之间。因此,抗反射层150可以在基板110的第一表面112的垂直方向上不交叠ro 120(具体的,至少一部分光吸收半导体层124)。因此,因为没有被光吸收半导体层124吸收但是到达基板110的第一表面112的部分光没有到达抗反射层150,所以射出基板110的光的量可以最少化,由此改善ro 120的光吸收效率。
[0155]图9示出了根据示例实施方式的光电转换器件101b的部分的截面图。
[0156]参考图9,光电转换器件101b可以包括基板110、PD 120、反射层130、微透镜140和光学隔离层152。
[0157]光学隔离层152可以用作关于从基板110外部入射到基板110内部的光的抗反射层,同时用作关于从基板110内部发射到基板110外部的光的反射层。
[0158]因此,在被反射层130反射的光当中的没有被ro 120的光吸收半导体层124吸收的光可以被光学隔离层152反射,再次到达光吸收半导体层124,被光吸收半导体层124吸收。因此,PD 120的光吸收效率可以得以改善。
[0159]虽然图9示出了其中光学隔离层152具有与微透镜140的面积相应的面积的情形,但是光学隔离层152可具有与微透镜140的面积相同或者比其大的面积。因而,光学隔离层152可以形成在微透镜140和基板110之间。在另一实施例中,光学隔离层152可以形成在微透镜140和基板110之间以及基板110的其上没有形成微透镜140的第一表面112上。
[0160]光学隔离层152可以最少化从纤芯22入射到光电转换器件101b的光当中被基板110的第一表面112反射而没有入射到光电转换器件101b的光,并且防止没有被ro 120吸收的光通过基板110的第一表面112射出基板110。因而,PD 120的光吸收效率可以得以改善。
[0161]图10A示出了根据示例实施方式的光电转换器件101c的部分的截面图。
[0162]图10B示出了显示根据示例实施方式的光电转换器件的部分的布局的平面图,具体地,示出了显示图10A所示的光电转换器件101c中的ro 120、微透镜140和反射金属层160的布局的平面图。
[0163]参考图10A和10B,光电转换器件101c可以包括基板110、Η) 120、反射层130、微透镜140、抗反射层150和反射金属层160。
[0164]抗反射层150可以形成在基板110的第一表面112上。反射金属层160可以形成在基板110的第一表面112上。
[0165]反射金属层160的水平面积可以小于Η) 120的水平面积。反射金属层160的水平面积可以小于光吸收半导体层124的水平面积。
[0166]在被反射层130反射的光当中没有被120的光吸收半导体层124吸收的光可以被反射金属层160反射,再次到达光吸收半导体层124,并被光吸收半导体层124吸收。因此,PD 120的光吸收效率可以得以改善。
[0167]图11示出了根据示例实施方式的光电转换器件101d的部分的截面图。
[0168]参考图11,光电转换器件101d可以包括基板110a、PD 120、反射层130a和微透镜140。
[0169]突起114a可以形成在基板110a的第二表面114的一部分上。反射层130a可以沿着突起114a形成在其上的第二表面114而共形地形成。因此,反射层130a可具有朝向PD 120的凹入形状。因此,因为凹入形状的反射层130a可以用作凹透镜,所以在到达反射层130a的光被反射层130a反射之后,光的射束尺寸可以显著地减小。包括用作凸透镜的微透镜140和用作凹透镜的反射层130a的光学系统可具有相对短的焦距。
[0170]当基板110a具有相对小的厚度时,例如当图1所不的半导体芯片10进一步变薄时,被反射层130a反射的大部分光可以到达光吸收半导体层124,由此改善120的光吸收效率。
[0171]图12示出了根据示例实施方式的光电转换器件102的部分的截面图。
[0172]参考图12,光电转换器件102可以包括基板110、PD 120a、反射层130和微透镜140。
[0173]光从纤芯22入射到光电转换器件102的方向可以是基板110的第一表面112的垂直方向。
[0174]PD 120a可以包括包含第一导电类型半导体层122a、光吸收半导体层124a和第二导电类型半导体层126a的PIN 二极管。光吸收半导体层124a可以插置在第一导电类型半导体层122a和第二导电类型半导体层126a之间。第一导电类型半导体层122a、光吸收半导体层124a和第二导电类型半导体层126a可以在平行于基板110的第一表面112的方向上布置。
[0175]图12示出了其中一个光吸收半导体层124a设置在一个第一导电类型半导体层122a和一个第二导电类型半导体层126a之间的情形,但是实施方式不限于此。例如,PD120a可以包括分别设置在交替设置的多个第一导电类型半导体层122a和多个第二导电类型半导体层126a之间的多个光吸收半导体层124a。
[0176]图13示出了根据示例实施方式的光电转换器件103的部分的截面图。
[0177]参考图13,光电转换器件103可以包括基板110、PD 120a、反射层130和微透镜140。
[0178]光从纤芯22入射到光电转换
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