[发明专利]一种具有发射和接收光信号功能的芯片及其制作方法

说明书

本发明公开了一种具有发射和接收光信号功能的芯片及其制作方法，其中制作方法包括以下步骤：S1：在衬底上生长LED外延层形成LED芯片；S2：利用光刻技术和刻蚀技术将LED芯片的部分区域刻蚀至衬底；S3：在衬底上生长Au层形成金焊垫；S4：在金焊垫上焊接光电探测器芯片；S5：生长电极。本发明将光信号的发射和接收功能集成在一颗芯片上，反馈回的光可以按照发光光路原路返回，不用进行二次光路设计，节省了很大的光路设计费用，而且发射和接收光信号功能集成在一个器件上，体积减小，更有利于产品高集成。

技术领域

本发明涉及半导体器件领域，具体涉及一种具有发射和接收光信号功能的芯片及其制作方法。

背景技术

传统的光信号的发射和接收设备分别由两个器件完成，一个器件是由LED等发光器件发射出光信号，另一个器件由光电探测器接收反馈回的光信号，将光信号转化为电信号输出，从而完成光信号的发射和接收功能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有发射和接收光信号功能的芯片及其制作方法，解决目前没有同时具有光信号发射和接收功能的芯片的问题。

为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种具有发射和接收光信号功能的芯片，包括衬底、光电探测器芯片和对称设置在衬底中心两侧的LED外延层，上述衬底的中心处设置有金焊垫，上述光电探测器芯片焊接在金焊垫上，上述LED外延层和光电探测器芯片的上方均设置有电极。

更进一步的方案是，上述衬底为蓝宝石衬底，上述LED外延层从下至上依次为N型氮化镓层、量子阱层和P型氮化镓层，上述LED外延层的总厚度为5～10微米。

更进一步的方案是，上述光电探测器芯片为砷化镓基探测器芯片，上述砷化镓基探测器芯片的结构从下至上依次为砷化镓衬底、U型砷化镓层、N型砷化镓层、U型砷化镓层和P型砷化镓层。

一种具有发射和接收光信号功能的芯片的制作方法，包括以下步骤：

S1：在衬底上生长LED外延层形成LED芯片；

S2：利用光刻技术和刻蚀技术将LED芯片的部分区域刻蚀至衬底；

S3：在衬底上生长Au层形成金焊垫；

S4：在金焊垫上焊接光电探测器芯片；

S5：生长电极。

更进一步的方案是，衬底为蓝宝石衬底，LED外延层从下至上依次为N型氮化镓层、量子阱层和P型氮化镓层。

更进一步的方案是，S1步骤中形成LED芯片后利用光刻和干法刻蚀技术将芯片中部的区域刻蚀至N型氮化镓层，刻蚀深度为0.5～1.5微米。

更进一步的方案是，S2步骤中，利用光刻技术和刻蚀技术将LED芯片的部分区域刻蚀至蓝宝石衬底的刻蚀深度为5～10微米。

更进一步的方案是，S3步骤中金焊垫的生长厚度为15000～25000埃。

更进一步的方案是，S4步骤中在金焊垫上焊接的光电探测器芯片为砷化镓基探测器，

更进一步的方案是，砷化镓基探测器的结构从下至上依次为砷化镓衬底、U型砷化镓层、N型砷化镓层、U型砷化镓层和P型砷化镓层。

更进一步的方案是，S5步骤中生长电极的具体方法是使用蒸镀或者溅射技术在P型氮化镓层和N型氮化镓层上生长Au层分别形成金电极。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明 的LED外延层与衬底形成LED芯片，用于发光，在衬底的中心处设置有光电探测器芯片，用于接收LED发出的光，将LED芯片和探测器结合到同一个芯片中，芯片体积更小，更有利于产品高集成。