專利名稱：在磷化銦InP基片上形成通孔的方法及半導(dǎo)體光電器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體材料加工技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種在InP基片中濕法刻蝕孔或通孔的方法。
背景技術(shù)：
由于化合物半導(dǎo)體材料，如GaAs、InP、GaN、SiC等，與硅材料相比，在帶隙寬度、載流子遷移率、高阻特性、發(fā)光特性等材料特性的差異，使得GaAs基、InP基、GaN基、SiC基等化合物半導(dǎo)體器件與硅器件相比，在如器件速度，功率，功耗和工作溫度等某些方面具有更好的性能。目前，基于硅的集成電路通常不適應(yīng)于比大約3-4GHz更高的頻率，微波器件和單片微波集成電路(MMIC)采用GaAs、InP、GaN、SiC等化合物半導(dǎo)體材料；另外，由于硅是間接帶隙材料，發(fā)光效率低，半導(dǎo)體光電器件亦采用GaAs、InP、GaN、SiGe等。
以異質(zhì)結(jié)雙極晶體管(HBT)和高電子遷移率晶體管(HEMT)為基礎(chǔ)單元的MMIC將襯底背面金屬化，且作為地。當(dāng)器件高頻(GHz)工作時(shí)，器件需要用導(dǎo)電通孔才能做到與地充分接觸，減小跳線引起的寄生電感和附加噪聲，同時(shí)改善MMIC的散熱能力，提高芯片工作性能?？涛g通孔成為MMIC制備中的重要工藝。刻蝕方法大致分為濕法和干法兩種，濕法主要依靠化學(xué)溶液來(lái)腐蝕材料，干法主要是依靠在低壓氣體中產(chǎn)生的離子體，通過(guò)與材料的物理/化學(xué)反應(yīng)達(dá)到刻蝕目的。由于濕法腐蝕的各向異性，腐蝕速度受材料晶向影響，另外側(cè)向腐蝕嚴(yán)重，而且通常MMIC上的通孔尺寸小且縱橫比較大(直徑大約在20-100μm，深度100-300μm)，難以采用常規(guī)濕法刻蝕獲得規(guī)則形狀且較陡直孔壁的通孔，所以目前普遍采用干法來(lái)刻蝕通孔。干法刻蝕具有選擇性和均勻性好，刻蝕速率易于控制，刻蝕界面光滑，側(cè)蝕小，孔壁陡峭等特點(diǎn)。干法刻蝕主要包括反應(yīng)離子刻蝕(RIE)、感應(yīng)耦合等離子體刻蝕(ICP)、電子回旋加速諧振離子體刻蝕(ECR)等。常用反應(yīng)氣體包括含氟化合物和含氯化合物，如CF4、SF6、NF3、BCl3、SiCl4、CCl2F2，以及CL2、O2、H2、Ar2等，刻蝕速率因半導(dǎo)體材料和刻蝕系統(tǒng)的不同而有較大差異，大約在0.05μm/min-15μm/min范圍。雖然干法通孔刻蝕在III-V族半導(dǎo)體MMIC中獲得了廣泛的應(yīng)用，但是干法刻蝕設(shè)備昂貴，工藝成本高，刻蝕界面存在晶格缺陷，對(duì)器件性能和壽命造成潛在威脅。隨著化合物半導(dǎo)體器件中通孔結(jié)構(gòu)應(yīng)用的日益廣泛，仍然需要更廉價(jià)，高效的刻蝕方法。Adarsh Sandhu在“Micro dilled‘via holes’in III-V semiconductors”，III-Vs Review，Vol.18 No.5，2005中報(bào)道了采用微鉆頭在GaAs襯底上以純物理方法鉆孔，該機(jī)械方法依次使用大小兩根不同直徑的金剛石鉆頭(第一根直徑700μm，第二根直徑60μm)，形成的通孔呈喇叭狀，孔壁垂直度差，孔徑較大，通孔密度受限，另外，孔壁受到的機(jī)械損傷比干法刻蝕更嚴(yán)重。由于濕法腐蝕設(shè)備簡(jiǎn)單，成本低廉，濕法刻蝕通孔一直是一個(gè)探索方向，例如Stacey Bui等人在“An Indium Phosphide BacksideVia Process for Microwave and Millimeter Wave Applications”中報(bào)道了采用乙酸，溴酸和重鉻酸鉀腐蝕液刻蝕InP通孔，55℃下刻透100μm厚的InP襯底需要55分鐘，形成的通孔呈倒四棱錐形，底部40μm×40μm，頂部150μm×150μm，可見此方法形成的通孔形狀嚴(yán)重受到晶向的制約，通孔形貌受限。
人類對(duì)信息的巨大需求推動(dòng)光纖通信日新月異的發(fā)展，尤其是InP基材料，如InP襯底上生長(zhǎng)的InGaAsP，因?yàn)樗麄兊哪軒ЫY(jié)構(gòu)對(duì)準(zhǔn)1.3μm，1.55μm的光纖通信窗口，成為制備各種光通信光電器件的重要半導(dǎo)體材料。這些光電器件包括激光器、發(fā)光二極管、超輻射管、光探測(cè)器、光調(diào)制器、光放大器、光開關(guān)、光波導(dǎo)器件以及各種多功能集成光電器件等等。結(jié)合商業(yè)需求，光通信光電器件總是朝著低成本、高性能的方向發(fā)展。低成本、低功耗、良好散熱、無(wú)制冷、高速率成為光電器件發(fā)展方向，例如，無(wú)制冷10GHz直調(diào)1.3μmDFB激光器(LD)，無(wú)制冷1.3μm，1.5μm集成電吸收調(diào)制的激光器(EML)。需要一種工藝，能減小InP基光電器件在封裝中的寄生效應(yīng)，提高器件頻率特性，同時(shí)還需要一種工藝，能增強(qiáng)InP基光電器件的散熱能力，改善器件溫度特性。
對(duì)多孔半導(dǎo)體材料的研究興趣源自上世紀(jì)九十年代初在多孔硅材料中發(fā)現(xiàn)的有別于單晶硅的異常的電光性質(zhì)，隨后人們對(duì)多孔半導(dǎo)體進(jìn)行了廣泛、深入研究，包括多孔半導(dǎo)體材料的制備方法、多孔形成機(jī)理、孔洞形貌、多孔半導(dǎo)體表現(xiàn)的新特性及潛在應(yīng)用前景等。其中最引人矚目是III-V族半導(dǎo)體多孔材料，如GaAs、InP、GaP，特別是在III-V族半導(dǎo)體上形成具有一定自組織排列的規(guī)則微孔的研究。電化學(xué)腐蝕(或陽(yáng)極氧化)是在半導(dǎo)體材料上形成微孔的最切實(shí)可行的方案。獲得的微孔尺寸因材料而異，即使對(duì)相同材料孔徑大小也受多種因素影響，如半導(dǎo)體的結(jié)晶特性(缺陷密度，雜質(zhì)濃度等)、導(dǎo)電率、晶向、電解液的性能和溫度，最重要的是恒流腐蝕時(shí)的電流值或恒壓腐蝕時(shí)的電壓值?？傮w來(lái)說(shuō)，GaAs、InP、GaP微孔直徑大約在50nm-5μm范圍，孔壁厚大約100nm。電化學(xué)腐蝕的微孔是具有方向性的，大體可以分為兩類，一類是沿著晶體結(jié)晶學(xué)的晶向，例如<111>B方向，稱為晶向微孔；一類是沿著電流方向，始終垂直于樣品中的等電位面，除樣品邊緣外，微孔方向總是垂直于樣品表面，稱為電流微孔。圖1是HelmutFll等人在“Pores inIII-V Semiconductors”，Adv.Mater.，2003，15，No.3，F(xiàn)ebruary 5中報(bào)道的(100)晶向的n-InP材料電化學(xué)腐蝕形成的電流微孔和晶向微孔的剖面和電流微孔俯視的掃描電鏡照片。電流微孔通常產(chǎn)生于較大腐蝕電流的情況下，通孔生長(zhǎng)速度也較快，超過(guò)10μm/min，例如600μm厚的InP基片在60min內(nèi)就能完全腐蝕透。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種在InP基片中濕法刻蝕孔或通孔的方法，孔徑可以小到幾十微米，并且能夠很好的削弱和抑制濕法刻蝕中晶向的影響，能同干法刻蝕一樣形成圓形，方形，三角形等任意開口形狀的通孔，并有好的孔壁垂直度。另外，提供了這種通孔的金屬化填充方法。
在另一個(gè)方面中，本發(fā)明提供一種在InP襯底上制備分立和集成高頻光電器件的方法，其減少線連接以避免在高頻部分產(chǎn)生不希望的寄生電感。這種光電器件結(jié)構(gòu)中包括具有上(正面)，下(背面)表面的InP基片襯底；InP襯底下表面金屬化層；貫穿所述InP襯底的導(dǎo)電通孔；在所述InP襯底上表面覆蓋所述導(dǎo)電通孔的焊接凸點(diǎn)；在所述InP襯底上表面上的化合物半導(dǎo)體外延層，如InGaAsP、InGaAlAs、InGaNAs、InGaP等，但不限于此；在所述化合物半導(dǎo)體外延層表面上的電極和焊接凸點(diǎn)；以及覆蓋包括所述器件的所述外延層的絕緣、鈍化和保護(hù)涂層，可以是二氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、聚酰亞胺、BCB聚合物一種材料的涂層，也可以是它們幾種材料單層疊加起來(lái)的多層涂層，但不限于這些材料。
在另一個(gè)方面中，本發(fā)明提供一種帶通孔的InP光電器件的封裝，以減小或消除線連接引起的寄生效應(yīng)，同時(shí)改善器件散熱。
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的目的，優(yōu)點(diǎn)以及其實(shí)現(xiàn)方法進(jìn)行詳細(xì)的描述，其中由于光電器件以及光電集成器件的背景技術(shù)和它們的功能是本領(lǐng)域所公知的，為了突出本發(fā)明，除非必要否則不具體描述其細(xì)節(jié)。按照相同方式，對(duì)于本領(lǐng)域公知的特定處理步驟，僅予以簡(jiǎn)單說(shuō)明而不做詳細(xì)描述。但是對(duì)于本發(fā)明創(chuàng)新性的特殊的方法、步驟和特性，將給予詳盡的描述。
一種在磷化銦InP基片上形成孔或通孔的方法，包括利用電化學(xué)腐蝕的方法先在通孔位置電化學(xué)腐蝕出穿透InP基片電流微孔，微孔腔方向與InP基片表面垂直，再采用常規(guī)化學(xué)腐蝕液進(jìn)行通孔刻蝕；電化學(xué)腐蝕形成的與通孔方向一致的多孔InP。
所述的在磷化銦InP基片上形成孔或通孔的方法，還包括通孔金屬化填充方法，濺射或蒸發(fā)金屬起鍍層，形成與通孔壁無(wú)縫隙的金屬填充。
一種帶有一個(gè)或更多個(gè)通孔的半導(dǎo)體光電器件，包括基片(1)、背電極金屬層(2)、電鍍金層(3)、掩膜層(4)，其特征在于，在掩膜層(4)上采用常規(guī)光刻工藝光刻出通孔開口圖形(5)，通孔形成在磷化銦InP襯底上，該半導(dǎo)體光電器件結(jié)構(gòu)具有一正表面和一基本與其相對(duì)的背表面，光電器件采用倒扣封裝模式。
所述的帶有一個(gè)或更多個(gè)通孔的半導(dǎo)體光電器件，磷化銦InP基片(1)的背表面上覆蓋有背電極金屬層(2)以及電鍍?cè)龊窠饘?3)。
所述的帶有一個(gè)或更多個(gè)通孔的半導(dǎo)體光電器件，通孔從所述掩膜層(4)貫穿磷化銦InP基片一直延伸到背電極金屬層(2)，也就是經(jīng)化學(xué)腐蝕液后，孔內(nèi)的背電極金屬層(2)是完全均勻暴露的。
所述的帶有一個(gè)或更多個(gè)通孔的半導(dǎo)體光電器件，通孔的電化學(xué)腐蝕所獲得的多孔磷化銦InP是微孔腔與表面垂直的電流微孔。
所述的帶有一個(gè)或更多個(gè)通孔的半導(dǎo)體光電器件，通孔的金屬化填充包括濺射或蒸發(fā)金屬起鍍層(8)，電鍍填充金屬，形成連通磷化銦InP基片正，背表面的導(dǎo)電通路。
所述的帶有一個(gè)或更多個(gè)通孔的半導(dǎo)體光電器件，其光電器件使用的外延材料生長(zhǎng)層面積僅為InP襯底正表面面積的一部分，另外一部分InP襯底正表面上的外延生長(zhǎng)材料按照器件性能要求需要去除，或者雖然另外一部分InP襯底正表面上的外延生長(zhǎng)材料不是必須被去除的，但是去除這一部分外延生長(zhǎng)材料不會(huì)對(duì)器件性能產(chǎn)生任何不良影響，總之，可以獲得一部分InP襯底正表面被器件結(jié)構(gòu)覆蓋而另外一部分InP襯底正表面裸露的狀態(tài)。
所述的帶有一個(gè)或更多個(gè)通孔的半導(dǎo)體光電器件，其中所述的磷化銦InP基片襯底是n型或p型摻雜的，而不是半絕緣的；而且進(jìn)一步包括大面積覆蓋磷化銦InP襯底背表面的背電極層(2)以及電鍍?cè)龊窠饘?3)，它們作為半導(dǎo)體光電器件的背電極；貫穿磷化銦InP襯底的一個(gè)或多個(gè)通孔，形成從所述半導(dǎo)體光電器件的背電極延伸到其正表面的完整電通路；半導(dǎo)體光電器件的正電極是有一定圖形形狀的。
所述的帶有一個(gè)或更多個(gè)通孔的半導(dǎo)體光電器件，其通孔頂端和正電極的焊盤上是有焊接凸點(diǎn)的。
所述的帶有一個(gè)或更多個(gè)通孔的半導(dǎo)體光電器件，其倒扣封裝熱沉上表面是凹凸不平的，且這種凹凸不平是與半導(dǎo)體光電器件的正表面形貌相對(duì)應(yīng)的。
所述的帶有一個(gè)或更多個(gè)通孔的半導(dǎo)體光電器件，半導(dǎo)體光電器件倒扣封裝熱沉上、下表面是有薄膜電路的。


圖1是晶向n-InP基片的電化學(xué)腐蝕微孔掃描電鏡照片圖。
圖2至圖6為示出根據(jù)本發(fā)明在InP基片上形成通孔以及通孔金屬化填充圖。
圖7至圖8為示出根據(jù)本發(fā)明制備帶有通過(guò)InP襯底到達(dá)器件正面的通孔的光電器件制備方法圖。
圖9至圖10為根據(jù)本發(fā)明形成的InP襯底的光電器件的倒扣封裝模式圖。
具體實(shí)施例方式
在第一方面中，本發(fā)明是一種在InP基片中形成通孔的方法，最終目的是完成一種帶有接地通孔的分立或集成光電器件。形成通孔的方法為先利用電化學(xué)腐蝕的方法，在通孔位置電化學(xué)腐蝕出電流微孔，這些微孔腔與InP基片表面垂直，微孔與相鄰微孔間的孔壁很薄，厚度僅有大約100nm左右；由于電化學(xué)腐蝕不引起腐蝕界面的機(jī)械損傷，所以孔壁保持良好的晶格結(jié)構(gòu)，可以認(rèn)為是納米級(jí)晶體；此時(shí)通孔位置的形貌可以形象的比喻成蜂窩狀；接著可以采用常規(guī)的InP腐蝕液進(jìn)行通孔刻蝕，例如鹽酸溶液或溴溶液等等；總的來(lái)說(shuō)，就是電化學(xué)腐蝕+常規(guī)濕法腐蝕。其特點(diǎn)在于電化學(xué)腐蝕形成的與通孔方向一致的多孔InP，提高了隨后化學(xué)腐蝕液的腐蝕速度，進(jìn)而相對(duì)抑制了化學(xué)腐蝕液對(duì)通孔側(cè)壁的侵蝕量，同時(shí)相對(duì)抑制了化學(xué)腐蝕的各向異性，從而保證了通孔側(cè)壁的垂直度，并且可以形成圓形、方形、三角形等各種光刻掩膜圖形工藝能實(shí)現(xiàn)的通孔開口形狀。
圖1是(100)晶向n-InP基片的電化學(xué)腐蝕微孔掃描電鏡照片。其中，a)剖面照片上部分為電流微孔，下部分為晶向微孔b)電流微孔俯視照片圖2為示出一n-InP基片1的截面圖，其中包括背電極金屬層2，它可以是器件要求的背電極金屬結(jié)構(gòu)，例如鈦/鉑/金、金鍺鎳合金；電鍍金層3，其作用是增加通孔刻蝕后孔口金屬層的機(jī)械強(qiáng)度，同時(shí)提高器件在后續(xù)封裝過(guò)程中的燒結(jié)能力；掩膜圖形層4，它要求與基片1有良好的黏附力，并且對(duì)選用的電化學(xué)腐蝕液和化學(xué)腐蝕液有足夠的抵抗力，可以是光刻膠，聚合物，氧化硅，氮化硅等單層或多層復(fù)合掩膜，但不限于此，在掩膜層4上采用常規(guī)光刻工藝光刻出通孔開口圖形5。2、3層共同作為隨后電化學(xué)腐蝕的電極層。
圖3示出電化學(xué)腐蝕后的截面圖。在一定電流和電壓下，在通孔位置形成微孔方向垂直于InP基片表面的多孔InP材料6。
圖4示出化學(xué)腐蝕后形成的貫穿InP基片的通孔7。無(wú)論電化學(xué)腐蝕還是化學(xué)腐蝕都需要刻蝕阻止層，或者是以背電極金屬層2作為刻蝕阻止層，這時(shí)金屬層2中至少含有一層對(duì)使用的電化學(xué)腐蝕液和化學(xué)腐蝕液呈現(xiàn)惰性的金屬材料，或者以電鍍金層3作為刻蝕阻止層。
圖5為示出去除掩膜圖形層4后，濺射或蒸發(fā)金屬起鍍層8，目的是形成與通孔壁無(wú)縫隙的良好的金屬填充。
圖6示出填充通孔后的截面圖，其中包括鈍化層9，它可以是氧化硅，氮化硅，氮氧化硅，聚酰亞胺等，同時(shí)在電鍍時(shí)起到掩膜的作用；電鍍金屬柱10，可以是電鍍金或電鍍銅；焊接凸點(diǎn)11，可以是回流的鉛錫凸點(diǎn)，也可以是金凸點(diǎn)或金錫凸點(diǎn)。
如上文所述，本發(fā)明目的是在InP襯底基片1中形成一個(gè)通孔，并且使用該通孔提供通過(guò)從基片1下表面到達(dá)基片1上表面的電通路。但是本發(fā)明的方法和所獲得的結(jié)構(gòu)更加一般的可擴(kuò)展到形成多個(gè)通孔，以通向一個(gè)集成器件中的多個(gè)器件。但是通過(guò)簡(jiǎn)化示圖以便更加清楚地給出本發(fā)明的具體方法步驟。
在第二方面，本發(fā)明給出一種帶有上述通孔的光電器件結(jié)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)避免了封裝時(shí)的線連接，以消除或減小寄生電感，提高器件頻率特性。
圖7示出一般高頻光電器件的結(jié)構(gòu)示意。熟悉半導(dǎo)體光電器件結(jié)構(gòu)的技術(shù)人員將立即認(rèn)識(shí)到這是一個(gè)脊形結(jié)構(gòu)，可以是激光器，也可以是調(diào)制器或其他器件。本發(fā)明同樣適用于掩埋結(jié)構(gòu)的光電器件。其中圖(a)為高頻光電器件結(jié)構(gòu)的截面圖，(b)為此結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)的俯視圖，意在示出正面電極圖形。其中1、2與上文的含義相同；12示意光電器件外延材料生長(zhǎng)結(jié)構(gòu)；絕緣鈍化層13，可以是氧化硅，氮化硅，氮氧化硅；14可以是聚酰亞胺Polyimide、BCB、厚的氧化硅，氮化硅，氮氧化硅等低介電常數(shù)的材料，目的是減小器件電容；15為正面電極。
圖8示出本發(fā)明給出的帶有通孔的光電器件結(jié)構(gòu)，各數(shù)字標(biāo)示的含義同上文相同，在此不再贅述。
在第三方面，本發(fā)明給出上述通孔的光電器件的倒扣焊封裝，避免了線連接，消除了線連接引起的不希望的寄生參數(shù)。同時(shí)這種倒扣焊封裝提供了器件正面的散熱通道，提高了器件的溫度特性。
圖9示出本發(fā)明給出的帶有一個(gè)或更多個(gè)通孔的半導(dǎo)體光電器件倒扣焊封裝熱沉示意圖。其中熱沉基底材料17可以是陶瓷材料如氧化鋁、氮化鋁、氧化鈹，高、低溫?zé)Y(jié)陶瓷如玻璃陶瓷，高阻硅片等，但并不僅限于這些；熱沉基底上表面的凹凸不平可以是熱沉基底材料自身形成的，也可以是在平坦的熱沉基底材料表面通過(guò)涂覆或生長(zhǎng)其他絕緣材料再通過(guò)常規(guī)半導(dǎo)體工藝而形成的，這些絕緣材料如有機(jī)聚合物聚酰亞胺，BCB等，但并不僅限于此；熱沉基片上表面的凹凸不平是與半導(dǎo)體光電器件的正表面形貌相一致的；熱沉基片上表面與半導(dǎo)體光電器件的凸點(diǎn)相對(duì)應(yīng)位置同樣制備有相應(yīng)的凸點(diǎn)；金屬布線層16，其金屬體系可以是TiW/Ni/Au、Ti/Au、Cr/Cu/Ni/Au等，但并不僅限于這些。
圖10示出本發(fā)明給出的光電器件倒扣焊封裝示意圖。通常光電器件的有源區(qū)距離器件正表面電極僅有幾個(gè)微米，這樣通過(guò)正表面散熱的效果更好，同時(shí)直徑幾十至百微米的填充著高電導(dǎo)率的金/銅金屬的通孔提供了另一散熱通路。與器件正負(fù)電極凸點(diǎn)對(duì)應(yīng)的熱沉上的凸點(diǎn)，可以直接做在高頻微帶傳輸線如共面波導(dǎo)傳輸線CPW，槽線Slot Line等的信號(hào)線和地線上，高頻微帶傳輸線的設(shè)計(jì)易于通過(guò)軟件設(shè)計(jì)優(yōu)化，減少了線連接射頻不連續(xù)引起的微波震蕩和損耗，使得實(shí)現(xiàn)高頻封裝的難度降低，進(jìn)而提高封裝組件的頻率特性。
以上對(duì)本發(fā)明的特點(diǎn)和具體實(shí)施方法進(jìn)行了詳細(xì)的闡述，并且采用了具體的術(shù)語(yǔ)，這些描述語(yǔ)句是說(shuō)明性的而非限制性的。
權(quán)利要求
1.一種在磷化銦InP基片上形成孔或通孔的方法，包括利用電化學(xué)腐蝕的方法先在通孔位置電化學(xué)腐蝕出穿透InP基片電流微孔，微孔腔與InP基片表面垂直，再采用常規(guī)化學(xué)腐蝕液進(jìn)行通孔刻蝕；其特征在于，電化學(xué)腐蝕形成的與通孔方向一致的多孔InP。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在磷化銦InP基片上形成孔或通孔的方法，還包括通孔金屬化填充方法，濺射或蒸發(fā)金屬起鍍層，形成與通孔壁無(wú)縫隙的金屬填充。
3.一種帶有一個(gè)或更多個(gè)通孔的半導(dǎo)體光電器件，包括基片(1)、背電極金屬層(2)、電鍍金層(3)、掩膜層(4)，其特征在于，在掩膜層(4)上采用常規(guī)光刻工藝光刻出通孔開口圖形(5)，通孔形成在磷化銦InP襯底上，該半導(dǎo)體光電器件結(jié)構(gòu)具有一正表面和一基本與其相對(duì)的背表面，光電器件采用倒扣封裝模式。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的帶有一個(gè)或更多個(gè)通孔的半導(dǎo)體光電器件，其特征在于，磷化銦InP基片(1)的背表面上覆蓋有背電極金屬層(2)以及電鍍?cè)龊窠饘?3)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的帶有一個(gè)或更多個(gè)通孔的半導(dǎo)體光電器件，其特征在于，通孔從所述掩膜層(4)貫穿磷化銦InP基片一直延伸到背電極金屬層(2)，也就是經(jīng)化學(xué)腐蝕液后，孔內(nèi)的背電極金屬層(2)是完全均勻暴露的。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的帶有一個(gè)或更多個(gè)通孔的半導(dǎo)體光電器件，其特征在于，通孔的電化學(xué)腐蝕所獲得的多孔磷化銦InP是微孔腔與表面垂直的電流微孔。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的帶有一個(gè)或更多個(gè)通孔的半導(dǎo)體光電器件，其特征在于，通孔的金屬化填充包括濺射或蒸發(fā)金屬起鍍層(8)，電鍍填充金屬，形成連通磷化銦InP基片正，背表面的導(dǎo)電通路。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的帶有一個(gè)或更多個(gè)通孔的半導(dǎo)體光電器件，其特征在于，半導(dǎo)體光電器件，其光電器件使用的外延材料生長(zhǎng)層面積僅為InP襯底正表面面積的一部分，另外一部分InP襯底正表面上的外延生長(zhǎng)材料按照器件性能要求需要去除，或者雖然另外一部分InP襯底正表面上的外延生長(zhǎng)材料不是必須被去除的，但是去除這一部分外延生長(zhǎng)材料不會(huì)對(duì)器件性能產(chǎn)生任何不良影響，總之，可以獲得一部分InP襯底正表面被器件結(jié)構(gòu)覆蓋而另外一部分InP襯底正表面裸露的狀態(tài)。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的帶有一個(gè)或更多個(gè)通孔的半導(dǎo)體光電器件，其特征在于，半導(dǎo)體光電器件，其中所述的磷化銦InP基片襯底是n型或p型摻雜的，而不是半絕緣的；而且進(jìn)一步包括大面積覆蓋磷化銦InP襯底背表面的背電極層(2)以及電鍍?cè)龊窠饘?3)，它們作為半導(dǎo)體光電器件的背電極；貫穿磷化銦InP襯底的一個(gè)或多個(gè)通孔，形成從所述半導(dǎo)體光電器件的背電極延伸到其正表面的完整電通路；半導(dǎo)體光電器件的正電極是有一定圖形形狀的。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的帶有一個(gè)或更多個(gè)通孔的半導(dǎo)體光電器件，其特征在于，半導(dǎo)體光電器件，其通孔頂端和正電極的焊盤上是有焊接凸點(diǎn)的。
11.根據(jù)權(quán)利要求3所述的帶有一個(gè)或更多個(gè)通孔的半導(dǎo)體光電器件，其特征在于，半導(dǎo)體光電器件倒扣封裝熱沉上表面是凹凸不平的，且這種凹凸不平是與半導(dǎo)體光電器件的正表面形貌相對(duì)應(yīng)的。
12.根據(jù)權(quán)利要求3所述的帶有一個(gè)或更多個(gè)通孔的半導(dǎo)體光電器件，其特征在于，半導(dǎo)體光電器件倒扣封裝熱沉上、下表面是有薄膜電路的。
全文摘要
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體材料加工技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種在InP基片中濕法刻蝕孔或通孔的方法。方法包括利用電化學(xué)腐蝕的方法先在通孔位置電化學(xué)腐蝕出穿透InP基片電流微孔，微孔腔與InP基片表面垂直，再采用常規(guī)化學(xué)腐蝕液進(jìn)行通孔刻蝕；電化學(xué)腐蝕形成的與通孔方向一致多孔的InP。另外，提供了這種通孔的金屬化填充方法。半導(dǎo)體光電器件，包括基片、光電器件有源區(qū)外延層、金屬化填充的導(dǎo)電通孔、背電極金屬層、正電極、焊接凸點(diǎn)、以及器件鈍化保護(hù)層，在掩膜層上采用常規(guī)光刻工藝光刻出通孔開口圖形，通孔形成在磷化銦InP襯底上，該半導(dǎo)體光電器件結(jié)構(gòu)具有一正表面和一基本與其相對(duì)的背表面，光電器件采用倒扣封裝模式。
文檔編號(hào)H01L31/00GK101017779SQ200610003070
公開日2007年8月15日 申請(qǐng)日期2006年2月8日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月8日
發(fā)明者李寶霞, 吳德馨, 楊成樾 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院微電子研究所