背入射式共面电极光电芯片及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种背入射式共面电极光电芯片，包括衬底、缓冲层、吸收层和顶层；芯片上开设分光孔，分光孔贯穿吸收层；顶层内设有光敏区，光敏区的内端与吸收层相连接；芯片的正面上设有相互绝缘设置的第一电极和第二电极，第一电极与光敏区的外端相连接，第二电极与缓冲层相连接；芯片的背面为入光侧，分光孔用于将入射光的一部分透射分出，入射光的另一部分进入到吸收层进行光电转换；故本发明专利技术提供的背入射式共面电极光电芯片既能够实现分光的功能，又能够进行光功率的监控；故使用本发明专利技术提供的芯片的光路系统，就无需使用光分路器，减少了系统体积、降低了成本。

Back-incident coplanar electrode photoelectric chip and its preparation method

The invention provides a back-incident coplanar electrode photoelectric chip, which comprises a substrate, a buffer layer, an absorption layer and a top layer; a light-splitting hole is arranged on the chip, and the light-splitting hole penetrates the absorption layer; a photosensitive zone is arranged in the top layer, and the inner end of the photosensitive zone is connected with the absorption layer; a first electrode and a second electrode with mutual insulation are arranged on the front of the chip, and the first electrode is connected with the outer end of the photosensitive zone. The second electrode is connected with the buffer layer; the back side of the chip is the light entry side, and the light splitting hole is used to transmit part of the incident light and the other part of the incident light enters the absorption layer for photoelectric conversion; therefore, the back-incident coplanar electrode photoelectric chip provided by the invention can realize the function of light splitting and monitor the light power; therefore, the chip provided by the invention is used. In optical system, there is no need to use optical splitter, which reduces the volume and cost of the system.

【技术实现步骤摘要】
背入射式共面电极光电芯片及其制备方法
本专利技术涉及光通信传输
，具体涉及一种背入射式共面电极光电芯片及其制备方法。
技术介绍
激光器发射的光信号经光纤传输进入无源光波导(PLC)之前，通常需要光分路器分出部分(例如5％)光信号到光接收芯片上，对光功率进行监控。剩余(例如95％)的光信号通过光纤耦合到光波导，进行传输。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是提供一种背入射式共面电极光电芯片及其制备方法，该芯片既能够实现分光，又能够实现光功率的监控。为了实现上述技术问题，本专利技术提供了一种背入射式共面电极光电芯片，包括衬底、缓冲层、吸收层和顶层；所述芯片上开设分光孔，所述分光孔贯穿所述吸收层；所述顶层内设有光敏区，所述光敏区的内端与所述吸收层相连接；所述芯片的正面上设有相互绝缘设置的第一电极和第二电极，所述第一电极与所述光敏区的外端相连接，所述第二电极与所述缓冲层相连接；所述芯片的背面为入光侧，所述分光孔用于将入射光的一部分透射分出，入射光的另一部分进入到所述吸收层进行光电转换。本专利技术提供的背入射式共面电极光电芯片上开设了分光孔，分光孔贯穿吸收层。入射光从芯片的背面射入，一部分光通过分光孔未经过吸收层，从而无损穿过芯片，可继续进行光信号的传输。而另一部分光就会进入到吸收层内进行光电转换，产生光生电流，从而对光功率进行监控。故本专利技术提供的背入射式共面电极光电芯片既能够实现分光的功能，又能够进行光功率的监控。故使用本专利技术提供的芯片的光路系统，就无需使用光分路器，减少了系统体积、降低了成本。进一步地，所述芯片上还开设有电极安装槽，所述电极安装槽向所述芯片正面的方向开口；所述电极安装槽贯穿所述吸收层和所述顶层，并且内端位于所述缓冲层；所述第二电极设于所述电极安装槽的内端。进一步地，所述分光孔向所述芯片正面的方向开口，所述分光孔还贯穿所述顶层并内端位于所述缓冲层。进一步地，所述芯片的正面上设有钝化膜，所述钝化膜上开设有用于设置所述第一电极的第一电极通孔和用于设置所述第二电极的第二电极通孔。进一步地，所述分光孔贯穿所述芯片的部分或全部。进一步地，所述芯片的背面设有入光增透膜，所述入光增透膜的面积大于所述分光孔沿平行于所述芯片表面方向的横截面积。进一步地，所述分光孔的内端设有分光增透膜。进一步地，所述第一电极和所述光敏区在沿平行于所述芯片表面的方向上的横截面均为环形，所述第一电极和所述光敏区均围绕所述分光孔设置。进一步地，所述芯片的背面还设有反光层，所述反光层上开设有用于设置所述入光增透膜的增透膜孔，所述反光层由反光材料制成。本专利技术还提供一种背入射式共面电极光电芯片的制备方法，包括：依次生长衬底、缓冲层、吸收层和顶层；在所述顶层内掺杂P型材料并扩散至所述吸收层，形成光敏区；在所述芯片上开设分光孔，所述分光孔贯穿所述吸收层；在所述芯片的正面上制作第一电极，所述第一电极与所述光敏区的外端相连接；在所述芯片的正面上制作第二电极，所述第二电极与所述缓冲层相连接。附图说明本专利技术上述和/或附加方面的优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1是本专利技术实施例提供的背入射式共面电极光电芯片的主视图；图2是图1沿A－A’方向的剖视图；图3是本专利技术另一实施例的背入射式共面电极光电芯片的剖视图；图4是本专利技术实施例提供的背入射式共面电极光电芯片的后视图；图5是本专利技术另一实施例提供的背入射式共面电极光电芯片的后视图；图6是本专利技术实施例提供的生长衬底、缓冲层、吸收层、顶层和钝化膜的示意图；图7是本专利技术实施例提供的光刻腐蚀光敏区窗口的示意图；图8是本专利技术实施例提供的形成光敏区的示意图；图9是本专利技术实施例提供的制作第一电极的示意图；图10是本专利技术实施例提供的开设分光孔的示意图；图11是本专利技术实施例提供的生长分光增透膜的示意图；图12是本专利技术实施例提供的开设电极安装槽的示意图；图13是本专利技术实施例提供的制作第二电极的示意图。其中图1至图13中附图标记与部件名称之间的对应关系为：1、衬底，2、缓冲层，3、吸收层，4、顶层，5、分光孔，6、光敏区，7、第一电极，8、电极焊盘，9、电极连接线，10、第二电极，11、入光增透膜，12、分光增透膜，13、钝化膜，14入射光，141、入射光的一部分，142、入射光的另一部分,15、电极安装槽，16、反光层,17、光敏区窗口。具体实施方式为了能够更清楚地理解本专利技术的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。请参考图1和图2，本专利技术提供一种背入射式共面电极光电芯片的实施例，包括依次层叠设置的衬底1、缓冲层2、吸收层3和顶层4，衬底1相对顶层4更靠近芯片的背面。在本实施例中，衬底1由掺铁(Fe)的磷化铟(InP)材料制成,缓冲层2由磷化铟(InP)材料制成，吸收层3由铟镓砷(InGaAs)材料制成，顶层4由磷化铟(InP)材料制成。本专利技术提供的一种背入射式共面电极光电芯片的实施例上还开设分光孔5，分光孔5贯穿吸收层3，分光孔5贯穿芯片的部分或全部。在本实施例中，分光孔5向芯片正面的方向开口，分光孔5还贯穿顶层4并内端位于缓冲层2，由于顶层4和吸收层3都比较薄，故开设分光孔5的工艺简单，易于制备和生产。在另一个实施例中，分光孔5也可以向芯片背面的方向开口，例如贯穿衬底1、缓冲层2和吸收层3。在又一个实施例中，请参考图3，分光孔5贯穿整个芯片变为通孔。顶层4内设有光敏区6，光敏区6的内端与吸收层3相连接。吸收层3内对应光敏区6的区域为光电转换区，入射光射入到芯片内是在光电转换区进行光电转换的，从而产生光生电流，进而对光功率监控。芯片的正面上设有相互绝缘设置的第一电极7和第二电极10，第一电极7与光敏区6的外端相连接。芯片正面的上还设有电极焊盘8，第一电极7通过对应一个电极连接线9电连接至电极焊盘8。在本实施例中，每个电极焊盘8均为圆形。电极焊盘8用于通过焊线与其他元器件(例如电路板)电连接，从而给芯片加电，电极焊盘8分布于芯片的边缘，打焊线方便。第二电极10与缓冲层2相连接，第二电极10与电极连接线9和电极焊盘8均相互绝缘设置。具体地，芯片的正面上还开设有电极安装槽15，电极安装槽15向芯片正面的方向开口并贯穿顶层4和吸收层3，第二电极10设于电极安装槽15内。在本实施例中，芯片为矩形，第二电极10位于芯片的一个角上，第二电极10呈扇形。第一电极7和第二电极10用于与电源的两极相连接，以给芯片加电。本专利技术提供的芯片的实施例的第一电极7和第二电极10均设于芯片的正面，给芯片加电时，电极焊盘8通过焊线与一个电路板相电连接，第二电极10也与该电路板电连接，再通过该电路板电连接至电源的两极，安装方便。以芯片的背面为入光侧。在本实施例中，请参考图4，芯片的背面设有入光增透膜11，减少光的反射，以增加入光率。入光增透膜11的面积大于分光孔5沿平行于芯片表面方向的横截面积，也大于光敏区6沿平行于芯片表面方向的横截面积，以使得入射光从入光增透膜11射入芯片内后，都能够被分光孔5分光和进入光电转换区进行光电转换。芯片的背面还设有反光层16，反光层16上开设有用于设置入光增透膜11的增透膜孔，反光层16由反本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种背入射式共面电极光电芯片，其特征在于：包括衬底、缓冲层、吸收层和顶层；所述芯片上开设分光孔，所述分光孔贯穿所述吸收层；所述顶层内设有光敏区，所述光敏区的内端与所述吸收层相连接；所述芯片的正面上设有相互绝缘设置的第一电极和第二电极，所述第一电极与所述光敏区的外端相连接，所述第二电极与所述缓冲层相连接；所述芯片的背面为入光侧，所述分光孔用于将入射光的一部分透射分出，入射光的另一部分进入到所述吸收层进行光电转换。

【技术特征摘要】
1.一种背入射式共面电极光电芯片，其特征在于：包括衬底、缓冲层、吸收层和顶层；所述芯片上开设分光孔，所述分光孔贯穿所述吸收层；所述顶层内设有光敏区，所述光敏区的内端与所述吸收层相连接；所述芯片的正面上设有相互绝缘设置的第一电极和第二电极，所述第一电极与所述光敏区的外端相连接，所述第二电极与所述缓冲层相连接；所述芯片的背面为入光侧，所述分光孔用于将入射光的一部分透射分出，入射光的另一部分进入到所述吸收层进行光电转换。2.根据权利要求1所述的芯片，其特征在于：所述芯片上还开设有电极安装槽，所述电极安装槽向所述芯片正面的方向开口；所述电极安装槽贯穿所述吸收层和所述顶层，并且内端位于所述缓冲层；所述第二电极设于所述电极安装槽的内端。3.根据权利要求1所述的芯片，其特征在于：所述分光孔向所述芯片正面的方向开口，所述分光孔还贯穿所述顶层并内端位于所述缓冲层。4.根据权利要求1所述的芯片，其特征在于：所述芯片的正面上设有钝化膜，所述钝化膜上开设有用于设置所述第一电极的第一电极通孔和用于设置所述第二电极的第二电极通孔。5.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨彦伟，刘宏亮，刘格，邹颜，
申请(专利权)人：深圳市芯思杰智慧传感技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44