专利名称：半导体光检测器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种半导体光检测器，特别涉及将光检测元件接在基板上而形成倒装芯片构装的结构。
背景技术：
传统发半导体光检测器结构中，其是直接在一基材上进行磊晶而构成。参考图3所示的的半导体光检测器结构的传统技术，其在基板401上形成一光检测器402的结构。其中，该光检测器402是在该基板401依次向上形成一P型层402a和一N型层402b，该P型层402a是如P型氮化镓形成的P型半导体(p-typesemiconductor)材料，，其一裸露侧形成一欧姆接触的P型电极层402c，该N型层403则是如N型氮化镓形成的N型半导体(n-type semiconductor)材料，其一裸露侧形成一欧母接触的N型电极层402d。上述的P型电极层402c以及N型电极层402d，是作为光检测器402的电输出/入的电连接点，且光源是从光检测器402的顶端入射，并经由P型层402a与N型层402b的光电效应而产生光电流，从而达到光源的侦测。然而，这类的光检测器中，入射光源是从顶端穿过光检测器402的P型电极层402c以及N型电极层402d，使得入射光源会先接触到各电极层，而被电极材料所吸收，造成光电流及光响应的降低。
因此，为了要克服上述的缺陷，本发明基于传统的半导体光检测器结构的缺点进行发明。
发明内容
本发明是一种半导体光检测器，用以实际解决一个甚至是数个上述相关技术中的限制及缺点。
本发明半导体光检测器的一个目的是通过光检测元件而形成倒装芯片(flip chip)构装形式，使得光源不会受到电极阻碍，而可大幅提升接收光面积，增加光电流的产生机会。
本发明的另一目的，是将光检测元件接在基板的接合处时可以采用整面的金属层接合，而非局部接合，只需配合倒装焊接机(Flip Chip Bonder)，并不需制作金凸块(Au bump)，使得其接合强度可提升，并可进一步减少其成本及提高生产能力。
为达到上述目的，本发明是通过一种具有倒装芯片构装结构的半导体光检测器，其包括一基板，其是一具有电路的结构，并在表面处至少形成一第一金属层和一第二金属层，且第一金属层以及第二金属层是电连接到该基板电路的对应电信号输出/入节点；以及一光检测元件，其是一半导体光检测元件，其底端接在该基板上，且该光检测元件是透过顶端接收入射光源；其中，该基板的第一金属层和第二金属层，分别与光检测元件的P型电极层和N型电极层配合，并相互接着而形成电连接。
在半导体光检测器中，该第一金属层和第二金属层的面积，分别对应该P型电极层和N型电极层，而形成局部的接触面积；在半导体光检测器中，该第一金属层和第二金属层的面积，分别对应该P型电极层和N型电极层，而形成大小相近的接触面积；在半导体光检测器中，该基板的第一金属层和第二金属层，分别与光检测元件的P型电极层以及N型电极层配合，而相互接着从而固定该光检测元件于该基板上，并形成电连接；在半导体光检测器中，该光检测元件是一半导体光检测元件，其包括一P型层和一N型层，而该N型层位于P型层的上方，该P型层是P型半导体材料所形成，并在底部裸露处形成一欧母接触的P型电极层；而且，该N型层是N型半导体材料所形成，并在底部裸露处形成一欧母接触的N型电极层；在半导体光检测器中，该光检测元件的N型层直接裸露于顶端；在半导体光检测器中，该光检测元件是一氮化镓系半导体光检测元件，该P型层是P型氮化镓材料所形成，且该N型层是N型氮化镓材料所形成；在半导体光检测器中，该基板可以形成一引线框架，用以电连接至光检测元件，从而提供该光检测元件的电信号输出/入；在半导体光检测器中，该P型层与N型层之间，可增加形成一中性层，该中性层是本征半导体材料所形成；在半导体光检测器中，该中性层是中性氮化镓材料所形成。
本发明的目的及功能经参考下列图标作进一步说明后将更为明了。
附图所示是提供作为具体呈现本说明书中所描述各组成元件的具体实施例，并解释本发明的主要目的以增进对本发明的了解。
图1显示本发明的半导体光检测器的一种较佳实施例的剖面示意图。
图2显示本发明的半导体光检测器的另一种较佳实施例的剖面示意图。
图3显示传统半导体光检测器的剖面示意图。
图中101基板101a第一金属层101b第二金属层102光检测元件102aP型层102bN型层102cP型电极层102dN型电极层102e中性层401基板402光检测元件402aP型层402bN型层402cP型电极层402dN型电极层具体实施方式
以下将针对本发明较佳实施例配合所附图标作进一步地详细说明。某些尺寸与其它部份相关的尺寸比例被放大的表示以提供更清楚的描述以帮助熟悉此技艺的相关人士了解本发明。
图1显示本发明的半导体光检测器的一种较佳实施例的剖面示意图。
参考图1所示，其主要是通过将一基板101接在一光检测元件102底端的结构，且该光检测元件102形成倒装芯片(flip chip)构装形式，而透过顶端接收入射光源。
上述的各元件中，该基板101是一具有电路的结构，并在表面处至少形成一第一金属层101a和一第二金属层101b，且第一金属层101a和第二金属层101b是电连接至该基板101电路的对应电信号输出/入节点，用以提供该基板101与光检测元件102之间的电信号输出/入。
上述的基板101可以形成一引线框架(lead frame)，用以电连接至光检测元件102，而提供该光检测元件102的电信号输出/入。
再者，该光检测元件102是一半导体光检测元件，举例来说，其是一种氮化镓(GaN)系半导体光检测元件。该光检测元件102是一P型层102a的顶部堆叠一N型层102b所形成，其中，该P型层102a是如P型氮化镓所形成的P型半导体(p-type semiconductor)材料，其底部裸露处形成一欧母接触的P型电极层102c；而且，该N型层102b是如N型氮化镓所形成的N型半导体(n-typesemiconductor)材料，其底部裸露处形成一欧母接触的N型电极层102d。
其中，该光检测元件102的N型层102b是直接裸露于在光检测元件102的顶端，因而可增加其光源入射的效率。
上述基板101的第一金属层101a以及第二金属层101b，与光检测元件102的P型电极层102c以及N型电极层102d相互配合，使得该第一金属层101a以及第二金属层101b分别对应该P型电极层102c以及N型电极层102d而相互接着，从而将该光检测元件102接在该基板101上，并形成电连接。其中，该第一金属层101a以及第二金属层101b的面积，甚至是分别对应该P型电极层102c以及N型电极层102d，而形成大小相近的接触面积。
基于上述本发明的半导体光检测器，其光检测元件102中，光源直接入射至顶部N型层102b，再经由N型层102b与底部的P型层102a形成的接触面结构后，适当的入射光将被材料所吸收，使得材料内产生导电的传输载流子(电子-空穴对)，因而当入射光入射至外加有偏压的接触面结构后，会产生光电流信号，因而可侦测到光信号。
图2所示为本发明的半导体光检测器的另一种较佳实施例的剖面示意图。
参考图2所示，上述本发明的半导体光检测器结构中，其P型层102a与N型层102b之间，可增加形成一中性层102e，该中性层102e是如中性的氮化镓所形成的本征半导体(Intrinsic Semiconductor)材料，因而形成一PIN半导体光检测器结构。
以上所述仅用以解释本发明的较佳实施例，并非用其对本发明作任何形式上的限制，所以，凡有在相同的发明精神下所作有关本发明的任何修饰或变更，皆仍应包括在本发明意图保护的范畴。
权利要求
1.一种半导体光检测器，其包括一基板，其是一具有电路的结构，并在表面处至少形成一第一金属层和一第二金属层，且第一金属层和第二金属层是电连接至该基板电路的对应电信号输出/入节点；以及一光检测元件，其是一半导体光检测元件，其底端接在该基板上，且透过顶端接收入射光源；其中，该基板的第一金属层和第二金属层，分别与光检测元件的P型电极层和N型电极层配合，并相互接着而形成电连接。
2.如权利要求1所述的半导体光检测器，其中，该第一金属层和第二金属层的面积，分别对应该P型电极层和N型电极层，而形成局部的接触面积。
3.如权利要求1所述的半导体光检测器，其中，该第一金属层和第二金属层的面积，分别对应该P型电极层和N型电极层，而形成大小相近的接触面积。
4.如权利要求1所述的半导体光检测器，其中，该基板的第一金属层和第二金属层，分别与光检测元件的P型电极层以及N型电极层配合，而相互接着从而固定该光检测元件于该基板上，并形成电连接。
5.如权利要求1所述的半导体光检测器，其中，该光检测元件是一半导体光检测元件，其包括一P型层和一N型层，而该N型层位于P型层的上方，该P型层是P型半导体材料所形成，并在底部裸露处形成一欧母接触的P型电极层；而且，该N型层是N型半导体材料所形成，并在底部裸露处形成一欧母接触的N型电极层。
6.如权利要求5所述的半导体光检测器，其中，该光检测元件的N型层直接裸露于顶端。
7.如权利要求5所述的半导体光检测器，其中，该光检测元件是一氮化镓系半导体光检测元件，该P型层是P型氮化镓材料所形成，且该N型层是N型氮化镓材料所形成。
8.如权利要求1所述的半导体光检测器，其中，该基板可以形成一引线框架，用以电连接至光检测元件，从而提供该光检测元件的电信号输出/入。
9.如权利要求1所述的半导体光检测器，其中，该P型层与N型层之间，可增加形成一中性层，该中性层是本征半导体材料所形成。
10.如权利要求9所述的半导体光检测器，其中，该中性层是中性氮化镓材料所形成。
全文摘要
本发明涉及一种半导体光检测器结构，其包括一基板，其是一具有电路的结构，并在表面处至少形成一第一金属层和一第二金属层，且第一金属层和第二金属层是电连接至该基板电路的对应电信号输出/入节点；以及一光检测元件，其是一半导体光检测元件，其底端接在该基板上，且该光检测元件是透过顶端接收入射光源。
文档编号G01J1/02GK1787219SQ20041009851
公开日2006年6月14日 申请日期2004年12月9日 优先权日2004年12月9日
发明者潘锡明, 简奉任 申请人:璨圆光电股份有限公司