本發(fā)明涉及光通信領(lǐng)域，具體涉及一種用于光收發(fā)器件抗干擾的半導(dǎo)體器件。

背景技術(shù)：

在光學(xué)通信網(wǎng)絡(luò)中，使用光學(xué)收發(fā)器在光纖上發(fā)射及接收光學(xué)信號(hào)。光學(xué)收發(fā)器產(chǎn)生表示數(shù)據(jù)的經(jīng)振幅及/或相位及/或偏振調(diào)制的光學(xué)信號(hào)，接著在耦合到所述收發(fā)器的光纖上發(fā)射所述光學(xué)信號(hào)。每一收發(fā)器包含發(fā)射器側(cè)及接收器側(cè)。在所述發(fā)射器側(cè)上，激光光源產(chǎn)生激光且光學(xué)耦合系統(tǒng)接收所述激光并將所述光光學(xué)耦合或成像到光纖的一端上。所述激光光源通常由產(chǎn)生特定波長或波長范圍的光的一個(gè)或一個(gè)以上激光二極管制成。光學(xué)耦合系統(tǒng)通常包含一個(gè)或一個(gè)以上反射元件、一個(gè)或一個(gè)以上折射元件及/或一個(gè)或一個(gè)以上衍射元件。在所述接收器側(cè)上，光電二極管檢測在光纖上發(fā)射的光學(xué)數(shù)據(jù)信號(hào)并將所述光學(xué)數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，所述電信號(hào)接著由接收器側(cè)的電路放大及處理以恢復(fù)數(shù)據(jù)。

盡管各種收發(fā)器及光纖鏈路設(shè)計(jì)使得能夠增加光纖鏈路的總體帶寬或數(shù)據(jù)速率，但存在對(duì)當(dāng)前可用技術(shù)可用于改進(jìn)光纖鏈路的帶寬的程度的限制。已展示，基于接收器的電子色散補(bǔ)償(EDC)技術(shù)與特定調(diào)制格式的組合可用于增加光纖鏈路的帶寬。還已知，多個(gè)光學(xué)鏈路可經(jīng)組合以實(shí)現(xiàn)具有比形成所述組合的個(gè)別光學(xué)鏈路中的每一者的數(shù)據(jù)速率高的數(shù)據(jù)速率的光學(xué)鏈路。然而，為了實(shí)現(xiàn)此鏈路，需要多組的并行光學(xué)器件及對(duì)應(yīng)數(shù)目的光纖，此顯著增加與此類鏈路相關(guān)聯(lián)的成本。因此，存在與按比例縮放此類鏈路以實(shí)現(xiàn)越來越高的帶寬相關(guān)聯(lián)的困難。

硅通孔技術(shù)是通過在芯片和芯片之間、晶圓和晶圓之間制作垂直導(dǎo)通，實(shí)現(xiàn)芯片之間互連的最新技術(shù)。與以往的IC封裝鍵合和使用凸點(diǎn)的疊加技術(shù)不同，硅通孔技術(shù)能夠使芯片在三維方向堆疊的密度最大，外形尺寸最小，并且大大改善芯片速度和低功耗的性能。

現(xiàn)有技術(shù)中，通常是將光收發(fā)模塊中的各個(gè)元器件做成不同的芯片，這樣不利于提高芯片速度，因此需要一種能夠以相對(duì)高的數(shù)據(jù)速率操作同時(shí)實(shí)現(xiàn)相對(duì)低的回程損耗的用于光收發(fā)器件抗干擾的半導(dǎo)體器件。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的一方面在于提供一種用于光收發(fā)器件抗干擾的半導(dǎo)體器件，所述半導(dǎo)體器件包括：自下而上設(shè)置的背側(cè)金屬化層、p++承載晶圓層、P型外延層、隔離層以及金屬層；背側(cè)金屬化層作為襯底，其上形成p++承載晶圓層，p++承載晶圓層上形成P型外延層，在P型外延層和隔離層上形成深硅通孔和N型重?fù)诫s槽、P型重?fù)诫s槽，金屬層形成于隔離層之上；所述半導(dǎo)體器件包括至少兩條N型重?fù)诫s槽、兩條P型重?fù)诫s槽和數(shù)個(gè)深硅通孔，其中數(shù)個(gè)深硅通孔分成至少兩排分布，N型重?fù)诫s槽和P型重?fù)诫s槽相間排列在深硅通孔的兩側(cè)。

優(yōu)選地，所述深硅通孔從P型外延層的底部延伸到隔離層的頂部。

優(yōu)選地，所述N型重?fù)诫s槽和P型重?fù)诫s槽形成于P型外延層的頂部，并延伸到隔離層的頂部。

優(yōu)選地，所述深硅通孔為兩端開口為正方形的“V”形通孔，其深度范圍為8μm-12μm。

優(yōu)選地，所述深硅通孔的深度為10μm。

優(yōu)選地，所述深硅通孔之間的距離為2μm-3μm。

優(yōu)選地，所述N型重?fù)诫s槽和P型重?fù)诫s槽相間排列，間距距離為2μm-3μm。

優(yōu)選地，所述隔離層形成后，其上覆蓋一層金屬，這層金屬順著N型重?fù)诫s槽、P型重?fù)诫s槽和深硅通孔將這三種V型槽填滿，并在隔離層的上方形成一定厚度。

優(yōu)選地，所述金屬選自鋁或銅。

本發(fā)明的目的另一方面在于提供一種包含如前述半導(dǎo)體器件的抗干擾光收發(fā)模塊，還包括：激光驅(qū)動(dòng)器、跨導(dǎo)放大器、時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)器；所述激光驅(qū)動(dòng)器、跨導(dǎo)放大器和時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)器之間分別通過所述抗干擾半導(dǎo)體器件相隔，其中時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)器與激光驅(qū)動(dòng)器、跨導(dǎo)放大器通過一組抗干擾半導(dǎo)體器件相隔，激光驅(qū)動(dòng)器與跨導(dǎo)放大器之間通過兩組抗干擾半導(dǎo)體器件相隔。

應(yīng)當(dāng)理解，前述大體的描述和后續(xù)詳盡的描述均為示例性說明和解釋，并不應(yīng)當(dāng)用作對(duì)本發(fā)明所要求保護(hù)內(nèi)容的限制。

附圖說明

參考隨附的附圖，本發(fā)明更多的目的、功能和優(yōu)點(diǎn)將通過本發(fā)明實(shí)施方式的如下描述得以闡明，其中：

圖1為根據(jù)本發(fā)明的用于光收發(fā)器件抗干擾的半導(dǎo)體器件的橫截面放大圖。

圖2示意性示出根據(jù)本發(fā)明的用于光收發(fā)器件抗干擾的半導(dǎo)體器件的俯視圖。

圖3為應(yīng)用本發(fā)明的用于光收發(fā)器件抗干擾的半導(dǎo)體器件的第一實(shí)施例的俯視圖。

圖4為應(yīng)用本發(fā)明的用于光收發(fā)器件抗干擾的半導(dǎo)體器件的第二實(shí)施例的俯視圖。

具體實(shí)施方式

通過參考示范性實(shí)施例，本發(fā)明的目的和功能以及用于實(shí)現(xiàn)這些目的和功能的方法將得以闡明。然而，本發(fā)明并不受限于以下所公開的示范性實(shí)施例；可以通過不同形式來對(duì)其加以實(shí)現(xiàn)。說明書的實(shí)質(zhì)僅僅是幫助相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)人員綜合理解本發(fā)明的具體細(xì)節(jié)。

在下文中，將參考附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例。在附圖中，相同的附圖標(biāo)記代表相同或類似的部件，或者相同或類似的步驟。

圖1為根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的用于光收發(fā)器件抗干擾的半導(dǎo)體器件的橫截面放大圖。如圖1所示，所述抗干擾的半導(dǎo)體器件100包括自下而上設(shè)置的背側(cè)金屬化層101、p++(重?fù)诫s)承載晶圓層102、P型外延層103、隔離層104以及金屬層105。背側(cè)金屬化層101作為襯底，其上形成p++承載晶圓層102，p++承載晶圓層102上形成P型外延層103，在P型外延層103和隔離層104上形成深硅通孔106和N型重?fù)诫s槽(N+)107、P型重?fù)诫s槽(P+)108，深硅通孔106從并P型外延層103的底部延伸到隔離層104的頂部。其中數(shù)個(gè)深硅通孔106分成至少兩排分布(圖2)，N+107和P+108相間排列在深硅通孔的兩側(cè)。N+107和P+108形成于P型外延層103的頂部延伸到隔離層104的頂部。在隔離層104形成后，其上覆蓋一層金屬，這層金屬順著N型重?fù)诫s槽、P型重?fù)诫s槽和深硅通孔106將這三種V型槽填滿，并在隔離層104的上方形成一定厚度，即為金屬層105。優(yōu)選地，金屬可以選自金屬鋁或銅。

深硅通孔106為兩端開口為正方形的“V”形通孔，其深度范圍為8-12μm，優(yōu)選10μm。深硅通孔106成對(duì)設(shè)置在金屬層105和p++承載晶圓層102之間，穿過P型外延層103。在抗干擾半導(dǎo)體器件100的俯視面上，深硅通孔106為兩排截面為正方形的小孔(圖2)。每兩排深硅通孔之間的距離為2μm-3μm。

N型重?fù)诫s槽107和P型重?fù)诫s槽108相間布置在兩排深硅通孔106的兩側(cè)。N型重?fù)诫s槽和P型重?fù)诫s槽為橫截面為V型的條狀槽。其俯視面如圖2所示。每兩排深硅通孔106的兩側(cè)，都分布有兩個(gè)N型重?fù)诫s槽和P型重?fù)诫s槽。N型重?fù)诫s槽和P型重?fù)诫s槽相間排列，間距距離為2μm-3μm。圖1實(shí)際上包括兩組抗干擾半導(dǎo)體器件(虛線框a和b所示)，這兩組抗干擾半導(dǎo)體器件a和b之間的區(qū)域109即為被保護(hù)區(qū)域。

圖2示意性示出了根據(jù)本發(fā)明的用于光收發(fā)器件抗干擾的半導(dǎo)體器件的俯視圖(一組抗干擾半導(dǎo)體器件)。由圖2可知，抗干擾半導(dǎo)體器件包括兩列N型重?fù)诫s槽(N+)201和201’、P型重?fù)诫s槽(P+)202和202’、深硅通孔203和203’。如圖2所示，沿A—A方向所獲得的截面定義為橫截面，則N+和P+為橫截面為V型的溝槽，深硅通孔為橫截面深V型(圖1)，俯視面為正方形的通孔。

圖3為應(yīng)用本發(fā)明的用于光收發(fā)器件抗干擾的半導(dǎo)體器件的第一實(shí)施例示意圖。如圖3可知，所述抗干擾光收發(fā)模塊300包括激光驅(qū)動(dòng)器301、跨導(dǎo)放大器302、時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)器303以及抗干擾半導(dǎo)體器件304。如圖3所示，本發(fā)明的第一實(shí)施例的俯視面為長方形。激光驅(qū)動(dòng)器301和跨導(dǎo)放大器302分別位于長方形一條長邊的兩個(gè)角上，時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)器303位于長方形另一條長邊上。抗干擾半導(dǎo)體器件304包括c部分和d部分，其中時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)器303與激光驅(qū)動(dòng)器301、跨導(dǎo)放大器302通過抗干擾半導(dǎo)體器件304的c部分隔開。其中激光驅(qū)動(dòng)器301和跨導(dǎo)放大器302之間布置有兩條抗干擾半導(dǎo)體器件也就是抗干擾半導(dǎo)體器件304的d部分?？垢蓴_半導(dǎo)體器件304的d部分中間的區(qū)域?qū)儆诒槐Ｗo(hù)區(qū)域305。

圖4為應(yīng)用本發(fā)明的用于光收發(fā)器件抗干擾的半導(dǎo)體器件的第二實(shí)施例示意圖。如圖4可知，第二實(shí)施例的抗干擾光收發(fā)模塊400包括跨導(dǎo)放大器401、激光驅(qū)動(dòng)器402、時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)器403以及抗干擾半導(dǎo)體器件404。如圖4所示，本發(fā)明的第二實(shí)施例的抗干擾光收發(fā)模塊的俯視面為長方形?？鐚?dǎo)放大器401和激光驅(qū)動(dòng)器402分別位于長方形一條長邊的兩個(gè)角上(與實(shí)施例一中的跨導(dǎo)放大器和激光驅(qū)動(dòng)器的位置對(duì)調(diào))，時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)器403位于長方形另一條長邊上。抗干擾半導(dǎo)體器件404包括e部分和f部分，其中時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)器403與跨導(dǎo)放大器401、激光驅(qū)動(dòng)器402通過抗干擾半導(dǎo)體器件404的e部分隔開。其中跨導(dǎo)放大器401和激光驅(qū)動(dòng)器402之間布置有兩條抗干擾半導(dǎo)體器件也就是抗干擾半導(dǎo)體器件404的f部分?？垢蓴_半導(dǎo)體器件404的f部分中間的區(qū)域?qū)儆诒槐Ｗo(hù)區(qū)域405。

通過本發(fā)明的用于光收發(fā)器件抗干擾的半導(dǎo)體器件，將激光驅(qū)動(dòng)器、跨導(dǎo)放大器、時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)器集成在一張芯片上，不僅能夠節(jié)約成本，還能夠大大改善芯片速度及功耗性能，實(shí)現(xiàn)相對(duì)高的數(shù)據(jù)速率操作和相對(duì)低的回程損耗。將硅通孔技術(shù)運(yùn)用其中，能夠隔離同一芯片上的各個(gè)器件，對(duì)各個(gè)器件起到抗干擾的保護(hù)作用。

結(jié)合這里披露的本發(fā)明的說明和實(shí)踐，本發(fā)明的其他實(shí)施例對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員都是易于想到和理解的。說明和實(shí)施例僅被認(rèn)為是示例性的，本發(fā)明的真正范圍和主旨均由權(quán)利要求所限定。