專利名稱:新型四象限光功率探測芯片的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開一種新型四象限光功率探測芯片，包括：襯底、形成于襯底底部的N電極、形成于襯底上的緩沖層、形成于緩沖層上的吸收層、形成于吸收層上的頂層、形成于頂層中的有源區(qū)、形成于頂層邊沿上的鈍化膜、形成于有源區(qū)和鈍化膜上的增透膜、及形成于有源區(qū)與增透膜上的P電極，該有源區(qū)形成四個(gè)對(duì)稱分布在直角坐標(biāo)系四個(gè)象限中的四個(gè)光敏區(qū)，每兩相鄰的光敏區(qū)之間形成一溝道，以將兩相鄰的光敏區(qū)間隔開，該N電極呈分層結(jié)構(gòu)，該N電極由AuSn交替蒸鍍而形成。該N電極采用金錫交替蒸鍍而形成，大大降低了封裝溫度，還可以準(zhǔn)確控制金錫的比例，從而可以精確地控制封裝溫度，有效保護(hù)其他器件的性能，如激光器等。
【專利說明】新型四象限光功率探測芯片

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及光通信【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種新型四象限光功率探測芯片。

【背景技術(shù)】
[0002]四象限光電探測器是把四個(gè)性能完全相同的光電二極管按照直角坐標(biāo)要求排列而成的光電探測器件，廣泛應(yīng)用于制導(dǎo)、準(zhǔn)直、跟蹤、定位等領(lǐng)域。
[0003]在具有激光器的通信器件中，封裝溫度一般要求較低，傳統(tǒng)四象限光電探測器其N電極均采用金、鈦鉑金等金屬結(jié)構(gòu)，這種傳統(tǒng)的金屬結(jié)構(gòu)的熔點(diǎn)較高，從而導(dǎo)致需要較高的封裝溫度，而高溫常常會(huì)影響激光器的性能。進(jìn)一步，傳統(tǒng)的金錫焊料(Au80Sn20)及蒸鍍方式，在重熔或蒸發(fā)的時(shí)候，金錫的比例會(huì)發(fā)生一定變化，AuSn合金中Au的比例每增加1%，熔點(diǎn)就會(huì)增加40度左右，這會(huì)導(dǎo)致封裝溫度控制不精確。
[0004]因此，現(xiàn)有技術(shù)存在缺陷，需要改進(jìn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型的目的在于提供一種新型四象限光功率探測芯片，其N電極采用金錫交替分層結(jié)構(gòu)，可以準(zhǔn)確控制金錫的比例，從而可以精確地控制封裝溫度，有效保護(hù)其他器件的性能，如激光器等。
[0006]本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下:本實(shí)用新型提供一種新型四象限光功率探測芯片，包括:襯底、形成于所述襯底底部的N電極、形成于所述襯底上的緩沖層、形成于所述緩沖層上的吸收層、形成于所述吸收層上的頂層、形成于所述頂層中的有源區(qū)、形成于所述頂層邊沿上的鈍化膜、形成于所述有源區(qū)和鈍化膜上的增透膜、以及形成于所述有源區(qū)與增透膜上的P電極，所述有源區(qū)形成四個(gè)對(duì)稱分布在直角坐標(biāo)系四個(gè)象限中的四個(gè)光敏區(qū)，每兩相鄰的光敏區(qū)之間形成一溝道，以將兩相鄰的光敏區(qū)間隔開，所述N電極呈分層結(jié)構(gòu)，所述N電極由AuSn交替蒸鍍而形成。
[0007]每一所述溝道的寬度為40_60um。
[0008]每一所述溝道的寬度為50um。
[0009]所述襯底的材質(zhì)為η型Fe摻雜的半絕緣InP材料，所述緩沖層的材質(zhì)為摻雜濃度低于5X1015cnT3的InP材料，所述吸收層的材質(zhì)為摻雜濃度低于5X10 14CnT3的InGaAs材料，所述頂層的材質(zhì)為摻雜濃度小于lX1016cm_3的InP材料。
[0010]所述襯底的厚度為340um _360um，所述緩沖層的厚度為Ium _2um，所述吸收層的厚度為2um _3um，所述頂層的厚度大于Ium且小于5um。
[0011]所述襯底的厚度為350um，所述緩沖層的厚度為1.5um，所述吸收層的厚度為2.5um0
[0012]所述鈍化膜的材質(zhì)為非晶氮化硅和二氧化硅，所述P電極的材質(zhì)為鉻和金。
[0013]所述N電極呈七層結(jié)構(gòu)，所述N電極包括:第一金層、形成于所述第一金層上的第一錫層、形成于所述第一錫層上的第二金層、形成于所述第二金層上的第二錫層、形成于所述第二錫層上的第三金層、形成于所述第三金層上的第三錫層、以及形成于所述第三錫層上的第四金層。
[0014]所述N電極的厚度為0.68um-0.78um。
[0015]所述N電極的厚度為0.73um，所述第一金層的厚度為0.15um，所述第一錫層的厚度為0.lum，所述第二金層的厚度為0.15um，所述第二錫層的厚度為0.lum，所述第三金層的厚度為0.lum，所述第三錫層的厚度為0.lum，所述第四金層的厚度為0.03um。
[0016]采用上述方案，本實(shí)用新型的新型四象限光功率探測芯片，其N電極采用金錫交替蒸鍍而形成，大大降低了封裝溫度；且該N電極采用金錫交替分層結(jié)構(gòu)，可以準(zhǔn)確控制金錫的比例，從而可以精確地控制封裝溫度，有效保護(hù)其他器件的性能，如激光器等。

【附圖說明】

[0017]圖1為本實(shí)用新型新型四象限光功率探測芯片的俯視圖。
[0018]圖2為本實(shí)用新型新型四象限光功率探測芯片的俯剖面圖。
[0019]圖3為本實(shí)用新型新型四象限光功率探測芯片中N電極的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0020]以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0021]請(qǐng)參閱圖1至圖3，本實(shí)用新型提供一種新型四象限光功率探測芯片，其通過監(jiān)測激光器發(fā)射光功率來調(diào)整激光器光斑位置，具體包括:襯底1、形成于所述襯底I底部的N電極2、形成于所述襯底I上的緩沖層3、形成于所述緩沖層3上的吸收層4、形成于所述吸收層4上的頂層5、形成于所述頂層5中的有源區(qū)6、形成于所述頂層5邊沿上的鈍化膜8、形成于所述有源區(qū)6和鈍化膜8上的增透膜7、以及形成于所述有源區(qū)6與增透膜7上的P電極9。所述有源6區(qū)形成四個(gè)對(duì)稱分布在直角坐標(biāo)系四個(gè)象限中的四個(gè)光敏區(qū)(未標(biāo)示)，即每一光敏區(qū)形成在直角坐標(biāo)系的一個(gè)象限中。每兩相鄰的光敏區(qū)之間形成一溝道21，以將兩相鄰的光敏區(qū)間隔開，每一所述溝道21的寬度d為40-60um，在本實(shí)施例中，每一所述溝道21的寬度d優(yōu)選為50um。
[0022]所述N電極2呈分層結(jié)構(gòu)，所述N電極2由AuSn交替蒸鍍而形成，這可以大大降低了封裝溫度。進(jìn)一步，該N電極2采用金錫交替分層結(jié)構(gòu)，可以準(zhǔn)確控制金錫的比例，從而可以精確地控制封裝溫度，有效保護(hù)其他器件的性能，如激光器等。所述N電極2呈七層結(jié)構(gòu)，如圖3所示，其具體包括:第一金層11、形成于所述第一金層11上的第一錫層12、形成于所述第一錫層12上的第二金層13、形成于所述第二金層13上的第二錫層14、形成于所述第二錫層14上的第三金層15、形成于所述第三金層15上的第三錫層16、以及形成于所述第三錫層16上的第四金層17。第一金層11與襯底I有較好的粘附性，第四金層17的厚度一般不超過0.05um，保護(hù)第三錫層15不被氧化。所述N電極2的厚度為0.68um_0.78um。在本實(shí)施例中，所述N電極2的厚度優(yōu)選為0.73um，具體的，所述第一金層11的厚度為0.15um，所述第一錫層12的厚度為0.lum，所述第二金層13的厚度為0.15um，所述第二錫層14的厚度為0.lum，所述第三金層15的厚度為0.lum，所述第三錫層16的厚度為0.lum，所述第四金層17的厚度為0.03um。N電極2中金(Au)層總厚度為0.43um，錫(Sn)層總厚度為0.3um，AuSn中Sn的比例要比設(shè)計(jì)值略大，即使AuSn呈富Sn狀態(tài)，防止在封裝的過程因Au流失導(dǎo)致AuSn比例變大，而導(dǎo)致熔點(diǎn)變大。
[0023]所述襯底I的材質(zhì)為η型Fe摻雜的半絕緣InP材料，其厚度為340um _360um，優(yōu)選為350um ;所述緩沖層3的材質(zhì)為摻雜濃度低于5X1015cm_3的InP材料，其厚度為Ium-2um，優(yōu)選為1.5um ;所述吸收層4的材質(zhì)為摻雜濃度低于5X1014cm_3的InGaAs材料，其厚度為2um _3um，優(yōu)選為2.5um ;所述頂層5的材質(zhì)為摻雜濃度小于lX1016cm_3的InP材料，其厚度大于Ium且小于5um。
[0024]所述新型四象限光功率探測芯片正面設(shè)有四個(gè)光敏區(qū)，每個(gè)光敏區(qū)設(shè)計(jì)有單獨(dú)的P電極9，背面設(shè)有一共用N電極2。所述鈍化膜8的材質(zhì)為非晶氮化硅(SiNx)和二氧化硅(S12)，所述P電極9的材質(zhì)為鉻和金。具體的，在頂層5表面生成一鈍化膜8，該鈍化膜8起擴(kuò)散阻擋作用。在該鈍化膜8上光刻出擴(kuò)散窗口(未標(biāo)示)，通過閉管鋅(Zn)擴(kuò)散技術(shù)得到有源區(qū)6，并在有源區(qū)6上生長一層增透膜7。光刻該增透膜7得到電極孔(未標(biāo)示)，采用真空蒸鍍法，蒸鍍鉻與金(Cr/Au)，再光刻形成P電極9。
[0025]綜上所述，本實(shí)用新型提供一種新型四象限光功率探測芯片，其N電極采用金錫交替蒸鍍而形成，大大降低了封裝溫度；且該N電極采用金錫交替分層結(jié)構(gòu)，可以準(zhǔn)確控制金錫的比例，從而可以精確地控制封裝溫度，有效保護(hù)其他器件的性能，如激光器等。
[0026]以上僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種新型四象限光功率探測芯片，其特征在于，包括:襯底、形成于所述襯底底部的N電極、形成于所述襯底上的緩沖層、形成于所述緩沖層上的吸收層、形成于所述吸收層上的頂層、形成于所述頂層中的有源區(qū)、形成于所述頂層邊沿上的鈍化膜、形成于所述有源區(qū)和鈍化膜上的增透膜、以及形成于所述有源區(qū)與增透膜上的P電極，所述有源區(qū)形成四個(gè)對(duì)稱分布在直角坐標(biāo)系四個(gè)象限中的四個(gè)光敏區(qū)，每兩相鄰的光敏區(qū)之間形成一溝道，以將兩相鄰的光敏區(qū)間隔開，所述N電極呈分層結(jié)構(gòu)，所述N電極由AuSn交替蒸鍍而形成。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型四象限光功率探測芯片，其特征在于，每一所述溝道的寬度為40-60um。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的新型四象限光功率探測芯片，其特征在于，每一所述溝道的寬度為50um。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型四象限光功率探測芯片，其特征在于，所述襯底的材質(zhì)為η型Fe摻雜的半絕緣InP材料，所述緩沖層的材質(zhì)為摻雜濃度低于5X1015cm_3的InP材料，所述吸收層的材質(zhì)為摻雜濃度低于5X1014cm_3的InGaAs材料，所述頂層的材質(zhì)為摻雜濃度小于IXlO16Cnr3的InP材料。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的新型四象限光功率探測芯片，其特征在于，所述襯底的厚度為340um _360um，所述緩沖層的厚度為Ium _2um，所述吸收層的厚度為2um _3um，所述頂層的厚度大于Ium且小于5um。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的新型四象限光功率探測芯片，其特征在于，所述襯底的厚度為350um，所述緩沖層的厚度為1.5um，所述吸收層的厚度為2.5um。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型四象限光功率探測芯片，其特征在于，所述鈍化膜的材質(zhì)為非晶氮化硅和二氧化硅，所述P電極的材質(zhì)為鉻和金。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型四象限光功率探測芯片，其特征在于，所述N電極呈七層結(jié)構(gòu)，所述N電極包括:第一金層、形成于所述第一金層上的第一錫層、形成于所述第一錫層上的第二金層、形成于所述第二金層上的第二錫層、形成于所述第二錫層上的第三金層、形成于所述第三金層上的第三錫層、以及形成于所述第三錫層上的第四金層。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的新型四象限光功率探測芯片，其特征在于，所述N電極的厚度為 0.68um-0.78um。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的新型四象限光功率探測芯片，其特征在于，所述N電極的厚度為0.73um，所述第一金層的厚度為0.15um，所述第一錫層的厚度為0.lum，所述第二金層的厚度為0.15um，所述第二錫層的厚度為0.lum，所述第三金層的厚度為0.lum，所述第三錫層的厚度為0.lum，所述第四金層的厚度為0.03um。
【文檔編號(hào)】H01L31-0224GK204271091SQ201420450136
【發(fā)明者】王建 [申請(qǐng)人]深圳市芯思杰聯(lián)邦國際科技發(fā)展有限公司