半导体光电器件及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种半导体光电器件及其制备方法，通过在半导体衬底中形成凹槽，以及在凹槽中填充金属填充层，从而将半导体衬底划分为具有不同厚度的区域，其中，半导体衬底较厚的区域，可满足半导体衬底良好的支撑作用，同时半导体衬底局部被减薄的区域，以及位于凹槽内的具有良好导热性能的金属填充层，可提高半导体光电器件的热学特性，且进行局部刻蚀，可减少半导体衬底所承受的应力；进一步的，与金属电极相接触的具有良好导电性能的金属填充层，还可增加金属电极的有效接触面积，降低半导体光电器件的接触电阻，从而可提高半导体光电器件的电学特性。件的电学特性。件的电学特性。

【技术实现步骤摘要】
半导体光电器件及其制备方法


[0001]本专利技术属于半导体
，特别是涉及一种半导体光电器件及其制备方法。

技术介绍

[0002]半导体光电器件在激光测距、激光雷达、激光通信等民用及国防安全领域具有重要的应 用。半导体光电器件的制备过程十分复杂，而减薄是其非常关键的一步工艺，减薄后的衬底 厚度、粗糙度、均匀性等直接对器件的性能、质量、可靠性和良品率产生重大影响。
[0003]现阶段在对半导体光电器件的衬底进行减薄时，衬底片一直承受外力的工作，由于半导 体光电器件的衬底大多数是硬度不高的半导体衬底(低于集成电路常见的硅片的硬度)，因 此，为确保机械强度，半导体衬底一般不能太薄，但较厚的半导体衬底虽可提供良好的支撑 作用，但却会使得半导体光电器件的电学和热学特性受到影响。
[0004]因此，提供一种半导体光电器件及其制备方法，进一步优化光电器件的背面结构设计， 实属必要。

技术实现思路

[0005]鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种半导体光电器件及其制备方 法，用于解决现有技术中半导体光电器件因较厚的衬底所带来的电学和热学的问题。
[0006]为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种半导体光电器件，所述半导体光电器 件包括：
[0007]半导体衬底，所述半导体衬底具有正面及相对的背面，所述半导体衬底中具有凹槽，所 述凹槽自所述半导体衬底的背面向所述半导体衬底的正面延伸；
[0008]光电复合结构，所述光电复合结构位于所述半导体衬底的正面；
[0009]金属填充层，所述金属填充层填充所述凹槽，且所述光电复合结构中的有源区在所述金 属填充层上的投影与所述金属填充层之间具有交叠区；
[0010]金属电极，所述金属电极覆盖所述半导体衬底的背面，以及显露的所述金属填充层的表 面。
[0011]可选地，所述光电复合结构的所述有源区在所述金属填充层上的投影位于所述金属填充 层以内。
[0012]可选地，所述半导体衬底的横截面形貌包括“回”字形，其中，“回”字形的内“口
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字区域为所述凹槽的区域，且所述有源区的边缘在垂向上的投影位于内“口”字的边缘以内， 所述光电复合结构的边缘在垂向上的投影位于外“口”字的边缘以内。
[0013]可选地，所述凹槽的深度与所述半导体衬底的厚度比为30％～50％。
[0014]可选地，所述半导体衬底包括InP半导体衬底、GaAs半导体衬底及GaSb半导体衬底中 的一种。
[0015]本专利技术还提供一种半导体光电器件的制备方法，包括以下步骤：
[0016]提供光电复合结构及半导体衬底，所述半导体衬底具有正面及相对的背面，且所述光电 复合结构位于所述半导体衬底的正面；
[0017]自所述半导体衬底的背面，减薄所述半导体衬底；
[0018]刻蚀所述半导体衬底，于所述半导体衬底中形成自所述半导体衬底的背面向所述半导体 衬底的正面延伸的凹槽；
[0019]形成金属填充层，所述金属填充层填充所述凹槽，且所述光电复合结构中的有源区在所 述金属填充层上的投影与所述金属填充层之间具有交叠区；
[0020]形成金属电极，所述金属电极覆盖所述半导体衬底的背面，以及显露的所述金属填充层 的表面。
[0021]可选地，所述光电复合结构的所述有源区在所述金属填充层上的投影位于所述金属填充 层以内。
[0022]可选地，刻蚀所述半导体衬底形成所述凹槽的方法包括双面对准光刻法，刻蚀时，形成 的图形化的光刻胶的形貌包括“回”字形，其中，“回”字形的内“口”字区域为所述凹槽的 区域，且所述有源区的边缘在垂向上的投影位于内“口”字的边缘以内，所述光电复合结构 的边缘在垂向上的投影位于外“口”字的边缘以内。
[0023]可选地，形成的所述凹槽的深度与所述半导体衬底的厚度比为30％～50％。
[0024]可选地，包括采用键合法将所述光电复合结构与支撑件进行键合的步骤，以及在形成金 属电极后对所述光电复合结构与所述支撑件进行解键合的步骤。
[0025]如上所述，本专利技术的半导体光电器件及其制备方法，通过在半导体衬底中形成凹槽，以 及在凹槽中填充金属填充层，从而将半导体衬底划分为具有不同厚度的区域，其中，半导体 衬底较厚的区域，可满足半导体衬底良好的支撑作用，同时半导体衬底局部被减薄的区域， 以及位于凹槽内的具有良好导热性能的金属填充层，可提高半导体光电器件的热学特性，且 进行局部刻蚀，可减少半导体衬底所承受的应力；进一步的，与金属电极相接触的具有良好 导电性能的金属填充层，还可增加金属电极的有效接触面积，降低半导体光电器件的接触电 阻，从而可提高半导体光电器件的电学特性。
附图说明
[0026]图1显示为本专利技术实施例中的半导体光电器件的制备工艺流程图。
[0027]图2显示为本专利技术实施例中半导体光电器件在进行双面对准光刻后的俯视图。
[0028]图3显示为图2中的半导体光电器件的仰视图。
[0029]图4显示为本专利技术实施例进行减薄后半导体光电器件的结构示意图。
[0030]图5显示为本专利技术实施例中在半导体光电器件中形成凹槽后的结构示意图。
[0031]图6显示为本专利技术实施例中在凹槽中形成金属填充层后的结构示意图。图7显示为本专利技术实施例中形成金属电极后的结构示意图。
[0032]元件标号说明
[0033]100
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半导体衬底
[0034]101
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凹槽
[0035]200
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光电复合结构
[0036]300
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金属填充层
[0037]400
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金属电极
[0038]A
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区域
[0039]S1～S5
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步骤
具体实施方式
[0040]以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露 的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加 以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精 神下进行各种修饰或改变。
[0041]如在详述本专利技术实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部 放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本专利技术保护的范围。此外，在实际制作中 应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
[0042]为了方便描述，此处可能使用诸如“之下”、“下方”、“低于”、“下面”、“上方”、“上”等的 空间本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体光电器件，其特征在于，所述半导体光电器件包括：半导体衬底，所述半导体衬底具有正面及相对的背面，所述半导体衬底中具有凹槽，所述凹槽自所述半导体衬底的背面向所述半导体衬底的正面延伸；光电复合结构，所述光电复合结构位于所述半导体衬底的正面；金属填充层，所述金属填充层填充所述凹槽，且所述光电复合结构中的有源区在所述金属填充层上的投影与所述金属填充层之间具有交叠区；金属电极，所述金属电极覆盖所述半导体衬底的背面，以及显露的所述金属填充层的表面。2.根据权利要求1所述的半导体光电器件，其特征在于：所述光电复合结构的所述有源区在所述金属填充层上的投影位于所述金属填充层以内。3.根据权利要求1所述的半导体光电器件，其特征在于：所述半导体衬底的横截面形貌包括“回”字形，其中，“回”字形的内“口”字区域为所述凹槽的区域，且所述有源区的边缘在垂向上的投影位于内“口”字的边缘以内，所述光电复合结构的边缘在垂向上的投影位于外“口”字的边缘以内。4.根据权利要求1所述的半导体光电器件，其特征在于：所述凹槽的深度与所述半导体衬底的厚度比为30％～50％。5.根据权利要求1所述的半导体光电器件，其特征在于：所述半导体衬底包括InP半导体衬底、GaAs半导体衬底及GaSb半导体衬底中的一种。6.一种半导体光电器件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：提供光电复合结构及半导体衬底，所述半导体衬底具有正面及相对的背面，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李耀耀，
申请(专利权)人：上海新微半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：