带光纤定位槽的斜面接收光电探测器及其阵列的制作方法技术

本发明专利技术涉及光纤通信技术领域，公开了一种带光纤定位槽的斜面接收光电探测器的制作方法，在斜面接收光电探测器ＳＶＰＤ的制作过程中增加光纤定位槽腐蚀工艺，在ＳＶＰＤ的相对一侧朝向ＳＶＰＤ有源区的方向上腐蚀半导体衬底形成用于容纳对准光纤的光纤定位槽，将光纤定位槽与ＳＶＰＤ集成为一体，位于光纤定位槽的光纤的中心精确对准ＳＶＰＤ的有源区中心。本发明专利技术同时公开了一种带光纤定位槽的斜面接收光电探测器阵列的制作方法。利用本发明专利技术，使光纤和ＳＶＰＤ的对准精度在微米量级，克服了定位精度的漂移问题，提高了定位精度的可靠性，并降低了光纤对准定位的难度，降低了光纤对准定位的成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光纤通信
，涉及一种新型光电探测器的制造方 法，尤其涉及一种带光纤定位槽的斜面接收光电探测器及其阵列的制作方 法。
技术介绍
随着数字信息化进程的飞速发展，超级计算机、服务器等对大容量、 高速数据交换的需求不断增加。光纤通信不仅广泛应用于长距离通信上， 在基站天线与控制站之间，楼宇内部服务器之间，机柜之间，光背板之间 的短距离高速数据通信领域也有着广泛的应用前景。组成光互联的光学元 器件的成本是制约光纤通信大规模应用的主要因素，其中，光学元器件成 本的相当大一部分在于其与光纤的对准定位。光纤的定位精度要求很高， 其精度应在微米量级。光纤定位方法通常有有源对准，无源对准，以及两者结合。有源对 准方法是在对准过程中光发射和接收同时工作，调整光学元器件，监测光 信号，直至光信号最强时光路对准达到最佳位置，优点是光路对准质量高， 缺点是效率极低，光模块成本高。无源对准方法是利用光纤定位装置实现 光纤与光电器件的对准，优点是效率高，成本低，缺点是需要精确的对准 装置，难以保证耦合效率。无源对准方法由于其在低成本方面的优势，受到国内外研究者的普遍 关注。在现有技术中，V形槽被普遍地应用于容纳和定位光纤；近年来， 出现将光纤定位功能与光电元器件单片集成的趋势。例如在以下现有技术 专利文献中所述US 6,187,515 Bl (DeanTran等，02/13/2001)描述了一种精确定位光纤和光学器件的光学集成微型基片，其实现过程是在ni-v族材料衬底的 正面上利用各向异性的腐蚀特性得到一个贯通基片的槽，槽的侧壁是个4与腐蚀特性相关的斜面，用来反射光信号；在衬底的背面垂直于正面槽侧 壁的方向上腐蚀出光纤定位槽，用来定位光纤，并实现与正面槽侧壁的精 确对准。基片倒扣焊接在光学器件上，基片提供光纤固定功能和光信号90 度折射的功能。CN 1455882A (戴维'洛尔斯顿等，11/12/2003)描述了一种包含光纤 对准凹槽的单片半导体光耦合器，其在半导体衬底的一个面上制作用于容 纳和对准光纤的凹槽，在凹槽延伸部分横向于凹槽在衬底半导体材料中制 备给定厚度的垂直壁，壁中通过掺杂形成不同电特性区，p型掺杂区、本 征半导体区和n型掺杂区形成p-i-n光探测器，当光纤放置到凹槽时，它 直接与光探测器对准。
技术实现思路
(一) 要解决的技术问题有鉴于此，本专利技术的一个目的在于提供一种带光纤定位槽的斜面接收 光电探测器(SVPD)的制作方法，使光纤和SVPD的对准精度在微米量 级，克服定位精度的漂移问题，提高定位精度的可靠性，并降低光纤对准 定位的难度，降低光纤对准定位的成本。本专利技术的另一个目的在于提供一种带光纤定位槽的斜面接收光电探 测器阵列的制作方法，使光纤和SVPD的对准精度在微米量级，克服定位 精度的漂移问题，提高定位精度的可靠性，并降低光纤对准定位的难度， 降低光纤对准定位的成本。(二) 技术方案为达到上述一个目的，本专利技术提供了一种带光纤定位槽的斜面接收光 电探测器的制作方法，该方法在斜面接收光电探测器SVPD的制作过程中 增加光纤定位槽腐蚀工艺，在SVPD的相对一侧朝向SVPD有源区的方向 上腐蚀半导体衬底形成用于容纳对准光纤的光纤定位槽，将光纤定位槽与 SVPD集成为一体，位于光纤定位槽的光纤的中心精确对准SVPD的有源 区中心。上述方案中，所述光纤定位槽腐蚀工艺在SVED一器件制作工序完成后进行，或者在SVPD的腐蚀槽工艺完成后进行。上述方案中，所述光纤定位槽腐蚀工艺采用的腐蚀溶液体系包括H2S04-H2OrH20体系，H3P04-H202-H20体系，HC1-H202-H20体系或 丽40關202-恥体系。上述方案中，所述光纤定位槽腐蚀工艺采用湿法腐蚀工艺，利用半导 体衬底的各向异性的腐蚀特性，在与SVPD斜面相对的垂直方向上腐蚀形 成倒梯形或U型的腐蚀截面，形成光纤定位槽，以容纳对准光纤。上述方案中，所述光纤定位槽的腐蚀截面为倒梯形或U型，由所使用 的腐蚀溶液组分和配比决定；所述光纤定位槽的深度由腐蚀时间控制，通 过选择腐蚀溶液体系和配比，控制腐蚀时间来控制光纤定位槽的深度，使 得光纤的中心对准SVPD接收有源区的中心；所述光纤定位槽的开口宽度 由腐蚀掩模窗口宽度和腐蚀液的侧向腐蚀速率决定。上述方案中，所述光纤定位槽在固定光纤时采用紫外固化胶，或采用 带V形槽的基片从光纤的上部固定，或采用上述两种固定方法结合。上述方案中，所述光纤为单模光纤，或为多模光纤，朝向SVPD的光 纤端面为直接切割光纤形成的平断面，或经过熔融处理形成的凸透镜端 面，或经过拉锥处理形成的尖端面。上述方案中，所述半导体衬底材料为GaAs或InP，衬底的导电类型 为N型或半绝缘型。上述方案中，当所述半导体衬底的导电类型为N型时，SVPD的器件 为上表面单电极形式；当所述半导体衬底的导电类型为半绝缘型时，SVPD 的器件为上表面双电极形式。为达到上述另一个目的，本专利技术提供了一种带光纤定位槽的斜面接收 光电探测器阵列的制作方法，其特征在于，该方法以带一个光纤定位槽的 SVPD作为一个探测器单元，将一定数目的探测器单元组成在一起形成斜 面接收光电探测器阵列。上述方案中，所述探测器单元的数目为4 12。上述方案中，所述斜面接收光电探测器阵列的衬底为SI衬底，探测 器单元之间为台面隔离。 — 上述方案中，所述斜面接收光电探测器阵列的衬底为N型衬底，探测 器单元之间除台面隔离之外，在相邻探测器之间通过腐蚀或机械划片加工 出一隔离槽，台面隔离和隔离槽隔离相结合，避免阵列单元之间的互扰， 提高器件性能。上述方案中，所述斜面接收光电探测器阵列使用的光纤为单根光纤或 光纤带，光纤或光纤带的固定方式采用紫外固化胶，或采用带V形槽的基 片从光纤或光纤带的上部固定，或采用上述两种固定方法结合。(三)有益效果 从上述技术方案可以看出，本专利技术具有以下有益效果1、 本专利技术提供的这种带光纤定位槽的SVPD及其阵列的制作方法， 制得的单片探测器中，集成了光纤对准定位凹槽和斜面接收光电探测器，当光纤放置到凹槽内时，可以实现光纤和SVPD的直接对准，对准精度在微米量级。2、 本专利技术提供的这种带光纤定位槽的SVPD及其阵列的制作方法， 可以大大降低光纤对准定位的难度，降低光纤对准定位的成本；并且，由 于光纤定位结构和光电元件是单片集成的，因此不存在定位精度的漂移问 题，大大提高了定位精度的可靠性。3、 本专利技术提供的这种带光纤定位槽的SVPD及其阵列的制作方法， 光纤定位槽的制作工艺与SVPD的制作工艺集成，适合于大规模制造，以 及制作成带光纤定位槽的SVPD的探测器阵列。附图说明图1为m-v族半导体衬底各向异性腐蚀特性示意图2为本专利技术提供的带光纤定位槽的SVPD的结构示意图； 图3为图2所示带光纤定位槽的SVPD的剖面结构示意图； 图4为带光纤定位槽的SVPD的探测器阵列单片的示意图； 图5为带光纤定位槽的SVPD的探测器阵列单片的光纤固定示意图； 图6为依照本专利技术第一个实施例制作带光纤定位槽的斜面接收光电探 测器的工艺流程图7为依照本专利技术第二个实施例制作带光纤定位槽的斜面接收光电探 测器的工艺流程图8为依照本专利技术实施例制作带光纤定位槽的斜面接收光电探测器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带光纤定位槽的斜面接收光电探测器的制作方法，其特征在于，该方法在斜面接收光电探测器ＳＶＰＤ的制作过程中增加光纤定位槽腐蚀工艺，在ＳＶＰＤ的相对一侧朝向ＳＶＰＤ有源区的方向上腐蚀半导体衬底形成用于容纳对准光纤的光纤定位槽，将光纤定位槽与ＳＶＰＤ集成为一体，位于光纤定位槽的光纤的中心精确对准ＳＶＰＤ的有源区中心。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：申华军，万里兮，李志华，杨成樾，李宝霞，
申请(专利权)人：中国科学院微电子研究所，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]