多功能薄膜电阻－电容阵列制造技术

本文公开了一种用于光纤通信光接收模块的多功能薄膜电阻－电容阵列，该阵列主要采用半导体工艺，在硅衬底表面镀设介电薄膜及限定图案，通过薄膜厚度控制及构图图案设计，在一块芯片上制作多个具有不同阻值或电容值的电阻、电容或二者的组合，以及相互之间的电路连接，并可通过半导体研磨工艺来调整该芯片的厚度以代替光学基底，从而使光纤通信光接收模块的光电二极管直接粘接于电阻－电容阵列上，以调整所需的光学位置。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种多功能薄膜电阻-电容阵列，尤其涉及一种多功能 薄膜电子无源器件，其在一块芯片上形成多个具有不同电阻值及电容 值的电阻、电容及其组合，并具有作为光学基底的功能。10
技术介绍
在光纤通信光接收模块或半导体封装中，因为芯片及电路的需求，常需要根据电路需求加入电阻或电容(SMD、 SLC、 MLCC)来实现 稳压或过滤噪声等功能。参照图1、 2,其分别为公知的光纤通信光接收模块1的一个实施15 例的封装结构示意图及电容组件的侧视图。如图1所示，该光纤通信 光接收模块1的封装结构包括基座11、光电二极管(Photodiode) 12、光学基底(Optical substrate) 13以及跨阻放大器(TIA， transimpedance amplifier )14，并4艮据电路设计所需的电阻值及电容值， 由电阻15和两个SLC (Single Layer Capacitor,单层电容)电容16、2016，组成具有稳压或滤波器功能的电路。上述各组件之间的电路连接 是利用芯片粘接(Die bond)工艺通过银胶将光电二极管12粘接在光 学基底13上，以通过光学基底13的厚度来调整光电二极管12的光学 位置，达到适合于光接收的特定高度，再利用线焊工艺(Wirebond) 连接形成电路结构，并固定在基座11的端面上以配合TO-can结构封25 装。此外，前述结构中的SLC电容16、 16，在电介质层161表面加设 有金属层162、 163。此类电容虽可直接在其上采用芯片粘接工艺结合 光电二极管12，以及采用线焊工艺连接电路，但其厚度变化会直接影 响电容值，因而无法直接作为光学基底。因此，在电路设计上需要增 设光学基底13以调整光学平面，从而增加了材料成本及工时。30 参照图3至5,其分别为公知的光纤通信光接收模块1的另一个实施例的封装结构示意图、电容组件的侧视图及电路图。如图所示，该光纤通信光接收模块1的封装结构包括基座ll、光电二极管12、 光学基底13、跨阻放大器M，并根据电路设计所需的电阻值及电容值， 由SMD电阻17及两个SMD电容18、 18，连接组成具有稳压或滤波 5 器功能的电路。上述各组件之间的电路连接，是采用芯片粘接工艺将 光电二极管12粘接于光学基底13上，而SMD电阻17及SMD电容 18、 18，因无法在其表面上线焊，且其两个电极设在同一平面上，所 以需要将SMD粘接于次基板19以将电极连接出来，如图3、 4所示。 而其中的任一电容18或18，可根据设计需求而与光电二极管12固设io 于同一光学基底13上，以利于电路设计及线焊；然后，利用线焊工艺 连接上述各组件形成电路结构，如图5所示。然而，上述公知的光纤通信光接收模块1的封装结构及电路设计 都需要由多个电阻、电容组件、光学基底13组成电路所需的稳压电路 或滤波器，换言之，在光电二极管12的粘接结合及电路连接上，都需15 要多次的芯片粘接工艺、线焊工艺以及大量封装工时，成本也较高， 当然，也因此在电路/光学设计、电路连接的走线设计上造成限制。尤 其是，上述的SMD电阻及SMD电容有其标准规格，随着光纤通信光 接收模块设计越来越复杂及小型化，组件的配置空间也会受到限制。 此外，光电二极管12也需要根据光学设计及需求，使用不同厚度的光20 学基底13以调整适当的光学位置，这也造成了使用材料的成本增加。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于解决上述公知的缺点。本专利技术以方便的光 掩模(Photo-mask)定义电阻-电容阵列构案及工艺，结合薄膜厚 25 度控制，在一块硅衬底表面所镀设的介电薄膜上，制成多个具有不同 电阻值或电容值的电阻、电容组件，或者电阻、电容的组合及其相互 之间的电路连接。本专利技术的另一个主要目的在于，根据本专利技术的电阻-电容阵列可以 采用半导体研磨工艺来随意调整硅衬底的芯片厚度，用于在光纤通信 30 光接收模块中代替光学基底来粘接光电二极管，以调整所需的光学位 置，因而有利于应用在光纤通信光接收模块及其产品的电路与光学设 计上。为了实现上述目的，根据本专利技术的多功能薄膜电阻-电容阵列，其制^^方法包括下列步骤 5 提供硅衬底；在上述珪衬底表面镀设介电薄膜；采用半导体工艺中光掩模上的构图设计及光刻工艺，在上述介电 薄膜上制作多个具有不同电阻值或电容值以及线路连接设计的电阻、 电容阵列图案；io 采用研磨工艺，研磨上述硅衬底的厚度，以达到所需的光学平面厚度，或根据需求选择具有所需厚度的芯片进行制作；在上述硅衬底的另一个表面上，或经研磨后的表面上镀设金属层 以形成导通点；以及制作完成具有多功能薄膜电阻-电容阵列的单一芯片，所述阵列具 15 有多个不同电阻值或电容值的电阻、电容组件或者电阻、电容的组合， 及其电路图案连接。为了实现上述目的，根据本专利技术的一种应用多功能薄膜电阻-电容 阵列的光纤通信光接收模块，包括有基座；20多功能薄膜电阻-电容阵列，其在单一芯片上包括多个具有所需电 阻值、电容值的电阻、电容组件，并粘接于所述基座的表面；光电二极管，粘接于所述多功能薄膜电阻-电容阵列，以通过多功 能薄膜电阻-电容阵列的厚度来调整合适的光学位置； 跨阻放大器，粘接于所述基座表面；以及 25采用线焊工艺将所述光电二极管、跨阻放大器、多功能薄膜电阻-电容阵列的各电阻、电容，以及基座的多个端子连接形成电路结构。附图说明图1是公知的光纤通信光接收模块的第一实施例的封装结构的示 30 意图； 10152025图2是公知的应用于光纤通信光接收模块的电容组件的第一实施 例的结构的侧视图；图3是公知的光纤通信光接收模块的第二实施例的封装结构的示 意图；图4是公知的应用于光纤通信光接收模块的电容组件的第二实施 例的结构的側^L图；图5是公知的光纤通信光接收模块的第二实施例的电路结构图；图6是根据本专利技术的第一实施例的制备方法的流程图；图7是根据本专利技术的第一实施例的结构側视图；图8是根据本专利技术的第一实施例应用于光纤通信光接收模块的封 装结构的示意图；图9是根据本专利技术的第一实施例应用于光纤通信光接收模块的电 路结构图；图10是根据本专利技术的第二实施例应用于光纤通信光接收模块的 封装结构的示意图；以及图11是根据本专利技术的第二实施例应用于光纤通信光接收模块的 电路结构图。附图中，各标记所代表的部件列表如下现有技术301光纤通信光接收模块12光电二极管14跨阻放大器16、 16， 、 18、 18，电容162、 163金属层本专利技术2多功能薄膜电阻-电容阵列21硅衬底22介电薄膜24、 25、 27电容31基座11基座13、 19光学基底 15、 17电阻 161电介质层3光纤通信光接收模块 221阵列金属层 23电阻 26金属层 32光电二极管 33跨阻放大器 步骤800-808具体实施方式以下将参照附图对本专利技术涉及的
技术实现思路
进行详细说明。 5 参照图6和图7，其分别为根据本专利技术的多功能薄膜电阻-电容阵列的第一实施例的制备步骤及侧视示意图。如图所示，根据本专利技术的 多功能薄膜电阻-电容阵列2的制备方法包括下列步骤步骤800:提供硅衬底21;步骤802:在硅衬底21的一个表面镀设介电薄膜22，该介电薄膜 io 22为氧化珪或氮化硅；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多功能薄膜电阻－电容阵列的制备方法，所述薄膜电阻－电容阵列用于控制光纤通信光接收模块的电路稳压或滤波，并可作为光学基底，所述光纤通信光接收模块包括基座、光电二极管及跨阻放大器，所述多功能薄膜电阻－电容阵列的制备方法包括下列步骤：ａ）、提供硅衬底；ｂ）、在所述硅衬底表面镀设介电薄膜；ｃ）、利用构图图案及半导体工艺，在所述介电薄膜上制作多个具有不同电阻值或电容值的电阻或电容，以及形成具有线路连接设计图案的阵列金属层；ｄ）、采用研磨工艺研磨调整所述硅衬底的厚度，以达到所需的光学平面厚度；以及ｅ）、制作完成具有多功能薄膜电阻－电容阵列的单一芯片，所述阵列具有多个不同阻值的电阻、不同容值的电容阵列或其二者的组合。

【技术特征摘要】
1、一种多功能薄膜电阻-电容阵列的制备方法，所述薄膜电阻-电容阵列用于控制光纤通信光接收模块的电路稳压或滤波，并可作为光学基底，所述光纤通信光接收模块包括基座、光电二极管及跨阻放大器，所述多功能薄膜电阻-电容阵列的制备方法包括下列步骤a)、提供硅衬底；b)、在所述硅衬底表面镀设介电薄膜；c)、利用构案及半导体工艺，在所述介电薄膜上制作多个具有不同电阻值或电容值的电阻或电容，以及形成具有线路连接设计图案的阵列金属层；d)、采用研磨工艺研磨调整所述硅衬底的厚度，以达到所需的光学平面厚度；以及e)、制作完成具有多功能薄膜电阻-电容阵列的单一芯片，所述阵列具有多个不同阻值的电阻、不同容值的电容阵列或其二者的组合。2、 如权利要求1所述的多功能薄膜电阻-电容阵列的制备方法， 其中，所述制备方法进一步包括在制作所述阵列金属层后，利用研 磨工艺对所述硅衬底进行研磨，以制作所需的光学平面厚度，将所述20 光纤通信光接收模块的光电二极管直接粘接于芯片上，通过改变所述 光学平面厚度来调整所需的光学位置。3、 如权利要求1所述的多功能薄膜电阻-电容阵列的制备方法， 其中，所述制备方法进一步包括在所述硅衬底的另一个表面上镀设25 金属层以形成导通点。4、 如权利要求1所述的多功能薄膜电阻-电容阵列的制备方法， 其中，所述制备方法进一步包括在所述硅衬底的另一个表面上采用 研磨工艺研磨调整厚度后，在研磨处镀设金属层以形成导通点。5、如权利要求1所述的多功能薄膜电阻-电容阵列的制备方法， 其中，所述制备方法进一步包括在所述硅衬底的另一个表面上涂覆 银胶以形成导通点。6、如权利要求1所述的多功能薄膜电阻-电容阵列的制备方法，其中，所述制备方法进一步包括通过控制介电薄膜厚度及其上所限 定的图案，来决定在硅村底上制作的多个电阻及电容的不同阻值、电 容值。io7、如权利要求1所述的多功能薄膜电阻-电容阵列的制备方法，其中，所述制备方法进一步包括利用半导...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘上诚，
申请(专利权)人：光环科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]