为“在”另一元件或层“上”或“接触”另一元件或层时，它可以直接在所述另一元件或层上或者直接接触所述另一元件或层，或者可以存在居间元件或层。相反，当元件被称为“直接在”另一元件或层“上”或“直接接触”另一元件或层时，则没有居间元件或层存在。同时，空间关系术语，诸如“在...之间”和“直接在...之间”或“相邻”和“直接相邻”等等，其在此用来描述一个元件或特征与其它元件或特征如图中所示的关系以便于描述，应被类似地解释。
[0072]将理解，虽然可以在此关于实施方式的元件使用术语“第一”、“第二”等，但是这样的元件不应被理解为受这些术语限制。这些术语仅用于区分一个元件与另一元件。例如，第一元件可以被称为第二元件，第二元件可以被称为第一元件，而不脱离实施方式的范围。
[0073]冠词“一”和“该”在其具有单一对象时是单数的，然而，在本说明书中单数形式的使用不应排除一个以上对象的存在。换言之，相关的实施方式的单数形式的元件可以总计为一个或多个，除非上下文清楚地另外指示。还将理解，当在此使用时，术语“包括”、“包含”表示所述特征、项目、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或多个其它特征、项目、步骤、操作、元件、部件和/或其组的存在或添加。
[0074]除非另外限定，在此使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与本发明构思所属领域中的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0075]图1示出了根据示例实施方式的光信号接收单元1的部分的图示。
[0076]参考图1，光信号接收单元1可以包括半导体芯片10和光缆20。
[0077]光信号接收单元1可以是例如有源光缆。虽然本实施方式描述了其中光信号接收单元1是配置为接受光信号的单元的情形，但是光信号接收单元1也可以起传输光信号的作用。
[0078]半导体芯片10可以包括光电转换器件100和信号处理半导体器件200。虽然本实施方式描述了其中光电转换器件100作用为将光信号转换成电信号的情形，但是光电转换器件100也可以作用为将电信号转换成光信号。半导体芯片10的形成可以包括在半导体晶片上形成多个半导体芯片，通过利用倒磨工艺减薄半导体晶片，以及通过利用划片工艺(die-sawing process)将半导体器件分离成多个单独的半导体芯片10。如以下描述的，即使半导体晶片利用倒磨工艺变薄，根据示例实施方式的光电转换器件100也可以改善入射到光电转换器件100的光的吸收率。
[0079]光电转换器件100可以接收光信号并执行将光信号转换成光电流作为电信号的光电转换操作。光电转换器件loo可以包括例如一个ro或多个pd。其中光电转换器件loo包括一个ro的情形将被描述为示例。光电转换器件100可以包括例如PIN 二极管。
[0080]信号处理半导体器件200可以对由光电转换器件100产生的光电流进行信号处理操作。信号处理半导体器件200可以利用各种方法例如译码处理、编码处理和放大处理进行信号处理操作。由于信号处理半导体器件200执行的信号处理操作而产生的电信号可以通过电连接到信号处理半导体器件200的信号端子单元300被输出。
[0081]信号处理半导体器件200和信号端子单元300可以根据由光信号接收单元1支持的通信协议被不同地配置。例如，光信号接收单元1可以支持增强的小型可插拔(SFP+)协议来支持大约lOGb/s或更高的数据传输速度。在该情形下，信号处理半导体器件200和信号端子单元300可以配置为支持SFP+协议。
[0082]光缆20可以包括例如一个或多个光纤。光纤可以包括包含信号(即，光信号)的光透过其的纤芯22以及围绕纤芯22的包覆材料。在本实施方式中，其中光缆20的光纤包括一个纤芯22的不例被不出，并且将被描述。
[0083]在本说明书中，“光”可以主要用于描述光的物理特性(例如反射)，而“光学信号”可以主要用于描述具有用于数据通信的信号的光。然而，在此使用时，光和光信号具有实质上相同的涵义并且可以被可互换地使用。
[0084]在本说明书中，光或光信号行进或入射的方向不是指透过纤芯22的每个光波行进的方向，而是指透过纤芯22的所有光波行进的方向。因此，在此使用时，光或光信号行进或入射的方向指纤芯22的截面积的法线方向。此外，当此处使用时，由光缆20形成的角度表示由光或光信号从光缆20的一端朝向光电转换器件100行进或入射的方向与参考方向(例如，第一表面(指的是图2A中的112)的垂直方向)或参考线的方向(例如法线方向)形成的角度。具体地，当此处使用时，由光缆20形成的角度表示由在光或光信号被提供到的光缆20的一端处的纤芯22的截面的法线方向(即，光缆20的中心轴的方向)与所述参考方向或所述参考线的方向形成的角度。
[0085]图2A示出了根据示例实施方式的图1的光电转换器件100的部分的截面图。
[0086]图2B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2A所示的光电转换器件100中的光电二极管(PD)和微透镜的布局的平面图。
[0087]参考图2A和2B，光电转换器件100可以包括基板110、Η) 120、反射层130和微透镜 140。
[0088]基板110可以包括第一表面112和作为第一表面112的相反面的第二表面114，PD 120可以形成在基板110的第一表面112上。
[0089]PD 120可以是包括第一导电类型半导体层122、光吸收半导体层124和第二导电类型半导体层126的PIN 二极管。光吸收半导体层124可以插置在第一导电类型半导体层122和第二导电类型半导体层126之间。第一导电类型半导体层122、光吸收半导体层124和第二导电类型半导体层126可以自基板110的第一表面112在垂直方向上布置。
[0090]第一导电类型半导体层122和第二导电类型半导体层126可以分别是p导电类型和η导电类型。在另一实施例中，第一导电类型半导体层122和第二导电类型半导体层126可以分别是η导电类型和ρ导电类型。光吸收半导体层124可以由本征半导体材料形成或具有相对低的掺杂剂浓度。第一导电类型半导体层122和第二导电类型半导体层126可具有相对高的掺杂剂浓度。例如，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可具有诸如足以与导电接触插塞形成欧姆接触的掺杂剂浓度，其中该导电接触插塞可以与第一和第二导电类型半导体层122和126的相应一个接触。与第一导电类型半导体层122和第二导电类型半导体层126相比，光吸收半导体层124可具有像本征半导体一样低的掺杂剂浓度。
[0091]基板110可以包括例如硅(Si)。在另一实施例中，基板110可以包括元素半导体诸如锗(Ge)，或半导体化合物诸如碳化硅(SiC)、砷化镓(GaAs)、砷化铟(InAs)和磷化铟(InP)。在另一实施例中，基板110可具有绝缘体上硅(SOI)结构。例如，基板110可以包括掩埋氧化物(BOX)层。基板110可以包括导电区域，例如掺杂的阱或掺杂结构。
[0092]基板110可以包括形成在半导体基板上的层间绝缘材料层。光吸收半导体层124可以通过层间绝缘材料层或额外的隔离绝缘层而与其外围电绝缘。
[0093]例如，基板110可以包括具有与ro 120的底表面相应或相邻的顶表面的半导体基板以及形成在该半导体基板上以覆盖ro 120的侧表面的至少一部分的层间绝缘材料层。例如，基板110可包含具有与光吸收半导体层124的底表面相应或相邻的顶表面的半导体基板以及形成在该半导体基板上以覆盖第一导电类型半导体层122和光吸收半导体层124的侧表面的至少部分的层间绝缘材料层。例如，基板110可以包括具有与第一导电类型半导体层122的底表面相应或相邻的顶表面的半导体基板以及形成在该半导体基板上以覆盖第一导电类型半导体层122的侧表面的至少一部分的层间绝缘材料层。
[0094]PD 120可以通过在半导体基板上顺序地层叠第二导电类型半导体层126、光吸收半导体层124和第一导电类型半导体层122形成。在另一实施例中，120的形成可以包括:通过将第二导电类型的掺杂剂注入到半导体基板中而形成第二导电类型半导体层126，以及顺序地层叠光吸收半导体层124和第一导电类型半导体层122。在另一实施例中，PD 120的形成可以包括:在半导体基板中形成第二导电类型半导体层126和光吸收半导体层124，以及在其上层叠第一导电类型半导体层122。在另一实施例中，PD 120的形成可以包括在半导体基板中层叠第二导电类型半导体层126、光吸收半导体层124和第一导电类型半导体层122。
[0095]配置为将由ro 120产生的光电流传输到ro 120外部的导电接触插塞可以形成在第一导电类型半导体层122和第二导电类型半导体层126的每个上，并与之连接。此外，可以连接到导电接触插塞的导电互连可以形成在ro 120上并且将光电流供给到图1所示的信号处理半导体器件200。
[0096]反射层130可以形成在基板110的第二表面114上，微透镜140可以形成在基板110的第一表面112上。反射层130可以朝向120反射通过微透镜140入射的光。
[0097]反射层130可以是例如金属材料层或多层绝缘层。反射层130可以包括例如铝(A1)、银(Ag)、其合金、银基氧化物(Ag-Ο)、银(Ag)-钯(Pd)-铜(Cu) (APC)合金(包含Ag、Pd和Cu的合金)、铑(Rh)、铜(Cu)、钯(Pd)、镍(Ni)、钌(Ru)、铱(Ir)和铂(Pt)中的至少一种。反射层130可以是例如分布式布拉格反射器(DBR)。反射层130可以包括例如多个交替层叠的层，其中的每个层可具有“πιλ/4η”的厚度。此处，λ表示反射光的波长，η表示介质的折射率，m是奇数。例如，反射层130可具有通过顺序地且交替地层叠低折射率层和高折射率层而获得的层叠结构。低折射率层可以包括例如具有1.4的折射率的硅氧化物(Si02)或具有1.6的折射率的铝氧化物(A1203)。高折射率层可以包括例如具有2.05至2.25的折射率的硅氮化物(Si3N4)、具有2或更大的折射率的钛氧化物(Ti02)或具有3或更大的折射率的硅氢(S1-H)。
[0098]微透镜140可具有光焦度(optical power)。微透镜140可以聚焦来自光缆20的光。在当前示例实施方式中，微透镜140被示为折射元件，但是其它光学元件可以用于微透镜140。微透镜140可以包括TMR基树脂(东京Ohka Kogyo公司的产品)或MFR基树脂(日本Synthetic Rubber公司的产品)。虽然示出了微透镜140直接形成在120上，具体地，直接形成在120的第一导电类型半导体层122上，但是透明的绝缘层可以进一步形成在微透镜140与120的第一导电类型半导体层122之间。
[0099]从光缆(指的是图1中的20)中包括的光纤的纤芯22提供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入射的方向可以是基板110的第一表面112的垂直方向。基板110的第一表面112可以是光入射面。
[0100]入射到基板110的光可以被ro 120的光吸收半导体层124吸收，因此ro 120可以产生光电流。没有被120的光吸收半导体层124吸收的光可以被形成在第二表面114上的反射层130反射，并且被ro 120的光吸收半导体层124再次吸收，其中该第二表面114是光入射面的相反面。
[0101]第一导电类型半导体层122可具有比第二导电类型半导体