光接收电路及其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及光接收电路及其制造方法，更具体涉及一种抑制因光电二极管和跨阻放大器(TIA，transimpedance amplifier)之间的布线引起的特性劣化的光接收电路及其制造方法。
【背景技术】
[0002]在光通信系统的接收器中，光电二极管(PD’photod1de)将光信号转换为电流信号。并且，被连接到PD的跨阻放大器(TIA)将电流信号转换为电压信号并进行增幅，传递给下一级电路。
[0003]以往，在形成这样的光接收电路的情况下，通过引线键合(wirebonding)连接PD的阳极和TIA，PD的阴极经由芯片电容器被接地。作为向PD供应电源的方法，包括分别向PD和TIA供应电源的方法、以及从TIA向H)供应电源的方法。为了减少电源的数量以及电源焊盘的数量，希望从TIA向H)供应电源。
[0004]在这样的光接收电路中，连接ro和TIA的布线可能大大影响光接收电路的特性，并可能使从TIA输出的电压信号的眼图(eye pattern)劣化。
【发明内容】
[0005]发明要解决的技术问题
[0006]本发明提供一种抑制因ro和TIA之间的布线引起的特性劣化的光接收电路及其制造方法。
[0007]用于解决技术问题的手段
[0008]在本发明的实施例中，光接收电路包括光电二极管、以及向光电二极管供应电源的跨阻放大器。光电二极管的阳极和跨阻放大器之间的布线的特性阻抗比光电二极管的阴极和跨阻放大器之间的布线的特性阻抗高。
[0009]在实施例中，光电二极管的阳极和跨阻放大器之间的布线的特性阻抗比跨阻放大器的输入阻抗高。
[0010]在实施例中，光电二极管的阴极和跨阻放大器之间的布线的特性阻抗比跨阻放大器的输入阻抗低。
[0011]在实施例中，在光电二极管的阴极和跨阻放大器之间的布线的下层中配置有地，但在所述光电二极管的阳极和所述跨阻放大器之间的布线的下层中没有配置地。
[0012]在实施例中，光电二极管以及跨阻放大器被形成在Si基板上。
[0013]在实施例中，在光电二极管的阴极和跨阻放大器之间的布线的下层中配置的地由Si层形成。
[0014]在实施例中，光电二极管以及跨阻放大器被形成在SOI基板上，所述SOI基板是Si基板和表面Si层之间插入有S12层的基板。
[0015]在实施例中，在光电二极管的阴极和跨阻放大器之间的布线的下层中配置的地由SOI层形成。
[0016]在实施例中，向与光电二极管的阴极和跨阻放大器之间的布线对应的SOI层的部分选择性地注入离子。
[0017]在实施例中，具有光电二极管和跨阻放大器的光接收电路的制造方法包括:蚀刻应形成光电二极管的阳极和跨阻放大器之间的布线的部分的SOI层的步骤；向应形成光电二极管的阴极和跨阻放大器之间的布线的部分的SOI层注入离子的步骤;形成S12层的步骤；以及在S12层上形成光电二极管的阴极和跨阻放大器之间的布线的步骤。
[0018]在实施例中，上述注入离子的步骤包括:为了形成Si调制器或者Ge光接收器而进行载流子注入的步骤。
【附图说明】
[0019]图1的(A)和(B)示出光接收电路的示意图；
[0020]图2的(A)和(B)示出图1的光接收电路中从TIA输出的电压信号；
[0021]图3示出根据本发明的实施例的光接收电路的示意图；
[0022]图4的(A)和(B)示出光接收电路的示意图；
[0023]图5的(A)和(B)示出在图4的(A)和(B)的光接收电路中从TIA输出的电压信号；
[0024]图6示出根据本发明的实施例的光接收电路的示意性俯视图；
[0025]图7示出根据本发明的实施例的光接收电路的示意性俯视图；
[0026]图8示出根据本发明的实施例的光接收电路的示意性截面图；
[0027]图9示出根据本发明的实施例的光接收电路的示意性截面图；
[0028]图10示出根据本发明的实施例的光接收电路的制造工序的流程图；
[0029]图11示出根据本发明的实施例的光接收电路的示意性截面图。
【具体实施方式】
[0030]下面，参照附图，对本发明的实施例进行详细的说明。
[0031]根据本发明的实施例，在基板上形成PD、并将TIA倒装芯片封装到基板，由此在基板上形成具有PD和TIA的光接收电路。根据该构成，与以往的光接收电路相比，必要的部件的数量变少，并能够提高集成度。但是，在PD的阳极以及阴极与TIA之间需要一定长度的布线，该布线大大影响光接收电路的特性。
[0032]本申请发明者们发现以下情况:在如上所述的那样在基板上形成光接收电路时，通过提高连接PD的阳极和TIA的布线的特性阻抗，能够抑制光接收电路的特性劣化。图1的(A)以及图1的(B)分别示出不具有上述特征的示例性光接收电路100A以及具有上述的特征的示例性光接收电路100B的示意图。光接收电路100A以及光接收电路100B可以被形成在基板上。光接收电路100A以及光接收电路100B分别具有光电二极管(PD) 102A以及102B、跨阻放大器(TIA)108A以及108Β、Η)的阳极和TIA之间的布线104A以及104B、以及H)的阴极和TIA之间的布线106A以及106B。在图1的(A)和(B)中，为了明确说明根据本发明的实施例的光接收电路的特性改善，假定H)的阴极连接有电源和电容器，并被高频接地，并且能够忽略阴极侧布线106的影响。
[0033]作为一例，图1的(A)的光接收电路100A被构成为:PD102A的阳极和TIA 108A通过例如具有50μπι的宽度的、长度为500μπι的电气布线104A而被连接。例如，电气布线104A可以被构成为具有比TIA 108Α的特性阻抗低的特性阻抗。另外，图1的(B)的光接收电路10B被构成为:PD 102B的阳极和TIA 108B通过例如具有更小的ΙΟμπι的宽度以及500μπι的长度的电气布线而被连接。因此，图1的(B)的光接收电路100Β与图1的(A)所示的通常的构成相比，PD102Β的阳极和TIA 108Β之间的布线104Β的特性阻抗高。
[0034]图2的(A)以及图2的(B)示出在假定从H)102A以及102B中输出的电信号为25Gbps的NRZ信号的情况下，从TIA 108A以及108B中输出的电压信号的计算结果。图2的(A)与图1的⑷对应，图2的⑶与图1的⑶对应。从图2的(A)和⑶可知，通过如图1的⑶所示的那样进一步提高PD的阳极和TIA之间的布线的阻抗，增加TIA的输出中的眼图张开度，光接收电路的特性被改善。
[0035]图3示出根据本发明的实施例的光接收电路300的示意图。光接收电路300具有PD302、阳极侧布线304、阴极侧布线306以及TIA 308oPD 302以及TIA 308经由阳极侧布线304以及阴极侧布线306而被连接。PD 302的电源经由TIA 308而被供应。在实施例中，阳极侧布线304的特性阻抗比阴极侧布线306的特性阻抗高。作为一例，阳极侧布线304的特性阻抗比TIA 308的输入阻抗高。另外，作为一例，阴极侧布线306的特性阻抗比TIA 308的输入阻抗低。
[0036]图4的(A)和(B)以及图5的(A)和(B)明确示出本发明的实施例的效果。图4的(A)示出用于与本发明的实施例比较的、使PD 402A的阳极侧布线404A以及阴极侧布线406A两者具有高特性阻抗的光接收电路400A。图4的(B)示出根据本发明的实施例的光接收电路400BoPD 402B的阳极侧布线404B具有高的特性阻抗，另一方面，阴极侧布线406B具有低的特性阻抗。作为一例，图4的(A)的阳极侧布线404A以及阴极侧布线406A和图4的(B)的阳极侧布线404B可以作为具有Ιμπι的高度、ΙΟμπι的宽度以及500μπι的长度的电气布线而被构成。图4的(B)的阴极侧布线406Β可以具有Ιμπι的高度、90μπι的宽度以及500μπι的长度。即，在根据本发明的实施例的光接收电路400Β中，在阳极侧布线404Β中附加电感成分，而在阴极侧布线406Β中减少电感成分。
[0037]图5的(A)以及图5的(B)分别示出在假定图的4(A)以及图4的(B)的光接收电路中从PD 402Α以及PD 402Β中输出的电信号为25G