[发明专利]具有嵌入式高密度电容的硅基座

说明书

技术领域

本发明涉及一种电容性基座，特别是指一种用于玻璃光纤接收器中的光二极管的非接地绝缘的电容性基座。

背景技术

光纤通讯总是需要两种关键零组件，一为传送器，而另一为接收器。在玻璃光纤(glass optical fiber，GOF)通讯中，此接收器一般具有TO-46金属罐封装结构，其目前几乎已成为标准封装结构。图1显示光接收器的标准TO-46金属罐封装结构。如图1所示，在此封装结构内，光接收器包含四个设置在金属罐头部1上的芯片：PIN光二极管3、转阻放大器(trans-impedance amplifier，TIA)5、用于偏压稳定化的陶瓷电容器7、以及用于非接地安装的硅基座9(由于转阻放大器5为差动式浮点输入)。由图1可以看出，硅基座9的顶部具有隔开的两个电极11。硅基座9由硅基板所制造，此硅基板的上表面经过氧化处理而形成氧化层(未显示)，然后在此氧化层上形成隔开的两个电极11。此氧化层用以使电极与硅基板电绝缘。硅基座9的面积必须足够大，以使陶瓷电容器7以及PIN光二极管3能够设置在其上。可以看出，位于TO罐平台上用以容纳此四个芯片的空间是相当拥挤的。此外，在这些芯片之间的许多交叉配线13(在图1中显示有7条)不仅会增加封装的成本，而且必定会引起非预期的漏电感(stray inductance)以及寄生电容(parasitic capacitance)，这样会因为封装失误而妨碍光接收器的性能。现有技术中，当GOF频率逐渐进入10GHz波段时，这个问题尤其明显。再者，若在此封装结构中需要另一个电容器时(例如为了精确控制共振频率或其它目的)，TO-46封装结构中的空间将无法轻易被安排。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种电容性基座，能够克服TO-46金属罐封装结构中的空间可用性。

为解决上述技术问题，本发明的实施例提供技术方案如下：

一方面，提供一种电容性基座，用于玻璃光纤接收器中的光二极管的非接地绝缘，该基座包含：

一重掺杂硅基板；

沟槽数组，形成在该硅基板的上表面；

一介电层，形成在该沟槽数组的表面上；

一上电极，沉积覆盖在该介电层上；及

一下电极，沉积在该硅基板的下表面上。

其中该沟槽数组具有不同方向的子群数组的布局，其中该子群数组各自包含一个以上相互平行的沟槽。

其中相邻的该子群数组之间以相互垂直的方式加以排列。

其中该重掺杂硅基板为N++型重掺杂单晶硅或多晶硅基板。

其中该硅基板为P型重掺杂单晶硅或多晶硅基板。

其中该N++型重掺杂硅基板是以1018/cm3以上的浓度进行重掺杂。

其中该沟槽的宽度小于3微米；而该沟槽的深度小于该宽度的10倍。

其中该介电层为具有50埃到数千埃厚度的一原生氧化层。

其中该介电层为氮化硅或氧氮化硅。

所述电容性基座，更包含：

多晶硅再填物，置入该沟槽内。

所述电容性基座，更包含：

金属插栓，置入该沟槽内。

其中该金属插栓为钨插栓。

本发明的实施例具有以下有益效果：

上述方案中，将绝缘基座与陶瓷电容器共同整合成一小型单一芯片的组件，使其能够通过一般IC制造厂的制程而被制造在硅基板上。因此，不仅可实现电容性基座小型化，而且能够大幅降低组件与封装生产的成本。

附图说明

图1为光接收器的标准TO-46金属罐封装结构；

图2为图1的GOF接收器的等效电路；

图3为现有技术中用于GOF的硅芯片电容器的剖面图；

图4为依照本发明的一实施例的电容性基座的剖面图；

图5为依照本发明的另一实施例的电容性基座的剖面图；

图6A为沟槽的俯视图；

图6B为沿着图6A的线A-A的横剖面图；

图7为依照本发明的一实施例的方形沟槽数组的俯视图；

图8为依照本发明的另一实施例的矩形沟槽数组的俯视图；

图9为将图5的电容性基座应用在TO封装结构上的示意图以及等效电路；

图10为图9的封装结构的俯视图。

【组件符号说明】

1金属罐头部

3光二极管

5转阻放大器

7陶瓷电容器

9硅基座

11电极

13配线