[发明专利]一种集成光耦合器件及其制造方法

说明书

本发明提供一种集成光耦合器件及其制作方法，所述集成光耦合器件包括：背衬底；形成于所述背衬底上的埋氧层；形成于所述埋氧层上的顶层硅；所述顶层硅包括分立设置的第一硅岛及第二硅岛；形成于所述第一硅岛上的光发射器；形成于所述第二硅岛中的光接收器。本发明的集成光耦合器件及其制造方法可以实现光发射器与光接收器集成于同一绝缘衬底上，减少了器件在封装中的接合线，降低了噪声信号。同时，集成光耦合器件器件尺寸极小，甚至可用于芯片内电学隔离，也免去了封装的光学对准，提高了生产效率，降低了成本。

技术领域

本发明属于光耦合器件领域，涉及一种集成光耦合器件及其制造方法。

背景技术

光耦合器件(或称光耦合器)包含至少一个光发射器件，该光发射器件通过光传输介质耦合至光接收器件。这种结构允许信息从包含光发射器件的一个电路传输至包含光接收器件的另一电路。而在所述两个电路之间保持高度电绝缘。

信息通过光学传播的方式是通过电绝缘带。例如，光接收器件不能改变包含光发射器件的电路操作，形成电学上的隔离。例如，发射器可以被使用微处理器或逻辑门的低压电路所驱动，而输出光接收器件可以是高压DC或AC负载电路的一部分。所述情形下的电学隔离是必要的，防止了由于相对冲突的输出电路所引起的对输入电路的损害。

众所周知，现有的技术方法皆以封装技术为基础，将原本分立的器件(光发射器件、光接收器件)，通过贴片、嵌入等方式贴合到绝缘衬底上，衬底上有预置的引线用以器件的连接和引出，而后用玻璃、环氧树脂等材料封装。

图1所示的是现有的封装的光耦合器件侧视图。所示的封装光耦合器10包括衬底101以及在衬底101上的焊锡球102。LED(发光二极管)器件103以及光电晶体管器件104分别处于衬底101上分立的两个位置，并且被光传输介质105覆盖。

因为光电晶体管器件104接收由LED器件102所发出的光非常有限，因而效率低下，所以光电晶体管器件104输出电流很低(例如，大约数纳安培(nA)，与噪音量级相当)，这就要求封装的光耦合器件具有很好的电学性能。但LED器件103与光电晶体管器件104原本分立，与衬底101也是分离的，通过连线等方式接合起来的整体封装可以引发与输出电流相等甚至大于输出电流的噪音电平。

另外，由于接合线和预模制结构，传统光耦合器封装体的尺寸往往难以减小。这就会限制其应用到要求超薄超小尺寸的电子产品的新生产。

图2所示是现有四通道光耦合器件的俯视图。一个LED和一个光电晶体管组成一个光通道。光通道与光通道可能产生串扰。众所周知，一般技术是将LED与对应光电晶体管进行光学对准，同时增大通道间间距。但封装过程中光学对准，对定位要求高，一方面生产效率不高，另一方面，通道道间间距的增加以及隔光材料的使用等都会增加产品成本。

因此，如何提供一种集成光耦合器件及其制造方法，以降低器件噪声信号、提高器件生产效率，成为本领域技术人员亟待解决的一个重要技术问题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种集成光耦合器件及其制造方法，用于解决现有技术中光耦合器件噪声信号大、尺寸难以缩小、光学对准难度大、生产效率低、成本高的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种集成光耦合器件，所述集成光耦合器件包括：

背衬底；

形成于所述背衬底上的埋氧层；

形成于所述埋氧层上的顶层硅；所述顶层硅包括分立设置的第一硅岛及第二硅岛；

形成于所述第一硅岛上的光发射器；

形成于所述第二硅岛中的光接收器。

可选地，所述顶层硅为本征硅、N型轻掺杂硅或P型轻掺杂硅，电阻率大于10Ω·cm。