一种半导体器件及其封装结构制造技术

本申请提供了一种半导体器件及其封装结构，涉及半导体技术领域。该半导体器件所述半导体器件包括衬底、位于衬底一侧的多个外延层；其中，外延层包括器件区与间隔区，相邻的器件区与间隔区之间设置有沟槽，且沟槽延伸至衬底；位于器件区上的APD单元；以及位于衬底另一侧且设置有入射窗口的共面电极，其中，入射窗口设置于与器件区相对的位置。本申请提供的半导体器件及其封装结构具有效地抑制了雪崩光电二极管阵列之间的光串扰与电串扰，提升了器件的整体性能的优点。件的整体性能的优点。件的整体性能的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种半导体器件及其封装结构


[0001]本申请涉及半导体
，具体而言，涉及一种半导体器件及其封装结构。

技术介绍

[0002]光电探测器是将光信号转变为电信号的器件，雪崩光电探测器采用的即是雪崩光电二极管(APD)，能够具有更大的响应度。APD将主要应用于长距离或接收光功率受到其它限制而较小的光纤通信系统。
[0003]然而，在实际使用中，雪崩光电二极管阵列之间容易出现光串扰与电串扰，导致光电探测器的整体性能较差。
[0004]综上，技术中的光电探测器存在性能较差的问题。

技术实现思路

[0005]本申请的目的在于提供一种半导体器件及其封装结构，以解决现有技术中光电探测器存在性能较差的问题。
[0006]为了实现上述目的，本申请实施例采用的技术方案如下：
[0007]一方面，本申请实施例提供了一种半导体器件，所述半导体器件包括:
[0008]衬底；
[0009]位于所述衬底一侧的多个外延层；其中，所述外延层包括器件区与间隔区，相邻的器件区与间隔区之间设置有沟槽，且所述沟槽延伸至所述衬底；
[0010]位于所述器件区上的APD单元；
[0011]以及
[0012]位于所述衬底另一侧且设置有入射窗口的共面电极，其中，所述入射窗口设置于与所述器件区相对的位置。
[0013]可选地，所述半导体器件还包括位于所述沟槽侧壁与底部的反射膜。
[0014]可选地，所述半导体器件还包括位于所述器件区上除所述APD单元以外区域及位于所述APD单元侧壁的反射膜。
[0015]可选地，制作所述反射膜的材料包括Al2O3、SiO2、Si3N4、Ta2O5以及TiO2中的一种或其组合。
[0016]可选地，所述反射膜的厚度为100nm～1000nm。
[0017]可选地，所述半导体器件还包括抗反射膜，所述抗反射膜位于所述入射窗口处。
[0018]可选地，抗反射膜的厚度为100nm～1000nm。
[0019]可选地，所述外延层包括逐层连接的吸收层、渐变层、电荷层、倍增层以及接触层。
[0020]另一方面，本申请实施例还提供了一种半导体器件封装结构，所述半导体器件封装结构包括上述的半导体器件，所述半导体器件封装结构还包括：
[0021]基板，所述APD单元的远离所述衬底的一侧位于所述基板上；
[0022]凸透镜阵列，所述凸透镜阵列位于所述共面电极上；且所述凸透镜阵列中的每个
凸透镜均位于一个入射窗口处。
[0023]可选地，所述APD单元的入射光发散角满足公式：
[0024]a/b<tanα；
[0025]其中，a表示相邻两个APD单元之间的间距，b表示衬底厚度，α表示入射光发散角。
[0026]相对于现有技术，本申请具有以下有益效果：
[0027]本申请提供了一种半导体器件及其封装结构，所述半导体器件包括衬底；位于衬底一侧的多个外延层；其中，外延层包括器件区与间隔区，相邻的器件区与间隔区之间设置有沟槽，且沟槽延伸至衬底；位于器件区上的APD单元；以及位于衬底另一侧且设置有入射窗口的共面电极，其中，入射窗口设置于与器件区相对的位置。一方面，由于器件区与间隔区之间通过沟槽隔离，因此APD单元的光生载流子无法横向移动至相邻的APD单元中，进而有效的抑制了光串扰的产生。另一方面，间隔区还能对二次光子起到隔离作用，进而有效地抑制了光串扰，提升了器件的整体性能。另一方面，反射膜能够有效抑制光串扰；再者，微透镜阵列进一步抑制光串扰，同时为光电探测器阵列的填充因子带来提升。此外，本申请提供的半导体器件采用共面电极，进而在进行半导体封装时，可以更便于倒装焊接。
[0028]为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
[0029]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它相关的附图。
[0030]图1为本申请实施例提供的半导体器件的剖面的示意图。
[0031]图2为本申请实施例提供的外延层的层级结构示意图。
[0032]图3为本申请实施例提供的入射窗口的俯视图。
[0033]图4为本申请实施例提供的半导体器件封装结构的剖面示意图。
[0034]图中：
[0035]100
‑
半导体器件；110
‑
衬底；120
‑
器件区；130
‑
间隔区；140
‑
APD单元；150
‑
反射膜；160
‑
共面电极；170
‑
抗反射膜；210
‑
基板；220
‑
凸透镜阵列；221
‑
凸透镜。
具体实施方式
[0036]为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0037]因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0038]应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0039]需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
[0040]下面结合附图，对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0041]正如
技术介绍
中所述，目前，APD单元阵列在使用时容易出现光串扰与电串扰，导致光电探测器的整体性能较差。其中，光串扰主要是斜向入射光在相邻像素点间引起的串扰，同时，器件中的二次光子横向发射至邻近的像素点后也不可避免的产生光串扰；光生载流子的横向移动会产生电串扰，导致整个器件的性能较差。
[0042]有鉴于此，为了解决上述问题，本申请提供了一种半导体器件，通过在相邻的器件区与间隔区之间设置沟槽的方式，实现对光串本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体器件，其特征在于，所述半导体器件包括:衬底；位于所述衬底一侧的多个外延层；其中，所述外延层包括器件区与间隔区，相邻的器件区与间隔区之间设置有沟槽，且所述沟槽延伸至所述衬底；位于所述器件区上的APD单元；以及位于所述衬底另一侧且设置有入射窗口的共面电极，其中，所述入射窗口设置于与所述器件区相对的位置。2.如权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述半导体器件还包括位于所述沟槽侧壁与底部的反射膜。3.如权利要求2所述的半导体器件，其特征在于，所述半导体器件还包括位于所述器件区上除所述APD单元以外区域及位于所述APD单元侧壁的反射膜。4.如权利要求2所述的半导体器件，其特征在于，制作所述反射膜的材料包括Al2O3、SiO2、Si3N4、Ta2O5以及TiO2中的一种。5.如权利要求2所述的半导体器件，其特征在于，所述反射膜的厚度为100nm～1000nm。6.如权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛亦琛，孙维忠，陈振锋，刘超，阮鑫栋，
申请(专利权)人：厦门市三安集成电路有限公司，
类型：新型
国别省市：