CN111916507A - 半导体光接收元件及半导体光接收元件的制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种半导体光接收元件包括基板；光接收台面部分，形成在基板的顶部上，包括第一导电类型的第一半导体层、吸收层和第二导电类型的第二半导体层；光接收部分电极，形成在光接收台面部分上方，连接到第一半导体层；衬垫电极，其形成在基板的顶部上；以及桥接电极，其被放置成使得绝缘间隙介于桥接电极和第二半导体层之间，被构造为将光接收部分电极和在基板的顶部上的衬垫电极连接，该桥接电极形成在与衬垫电极和光接收部分电极的层分开的层中。

Description

半导体光接收元件及半导体光接收元件的制造方法
技术领域
本公开涉及一种半导体光接收元件和一种半导体光接收元件的制造方法。
背景技术
光学通信中的传输速率正在增加，并且要求用于光学通信中的光学模块能够相应地快速响应。在光学模块内部，提供了构造成将通信的光学信号转换成电信号的半导体光接收元件。因此，需要提高半导体光接收元件的速度。需要减小寄生电容，以便提高半导体光接收元件的响应速度。通过将包括吸收层的光接收区域夹在p电极和n电极之间，并将电压施加到该光接收区域，来驱动半导体光接收元件。p电极和n电极分别连接到p型半导体和n型半导体。
在p型半导体与n型半导体之间、p电极与n电极之间、在p电极与n型半导体之间以及其他地方引起寄生电容。该p电极包括在光接收区域上方的光接收部分电极、连接到其上安装有半导体光接收元件的基板并连接到导线的衬垫电极以及连接该光接收部分电极和衬垫部分的桥接电极。这些电极一体形成以形成p电极。作为减小寄生电容的已知方法，使桥接电极的一部分的宽度变窄。
形成电极的合适方法是所谓的剥离工艺，因为需要在位于光接收部分电极和衬垫电极之间的多个水平差异部上形成金属膜。为了使用剥离工艺，需要在不形成电极的区域中由抗蚀剂形成图案。要求使用的抗蚀剂形状在要形成电极的区域中具有开口，并且在该开口的内侧表面的上部上具有悬出部分，从而通过在开口的内侧表面上的气相沉积来减少金属膜的堆积，并确保要形成电极的区域中的金属膜和不要形成电极的区域中的金属膜在当去除抗蚀剂时彼此可分离。然而，由于金属膜中保持的热量和应力，悬出部分在金属膜的形成中通过气相沉积而变形，并且该变形使抗蚀剂开口区域加宽，从而使得形成的桥接电极比期望的宽度宽。所产生的问题是在光接收台面部分中包括的半导体层与桥接电极之间产生的寄生电容增加。
鉴于上述问题做出了本公开，并且因此本公开的目的是要抑制包括在光接收台面部分中的半导体层与桥接电极之间的寄生电容的产生。
发明内容
根据一些可行的实施方式，一种半导体光接收元件，包括基板；光接收台面部分，形成在基板顶部上，包括第一导电类型的第一半导体层、吸收层和第二导电类型的第二半导体层；光接收部分电极，形成于光接收台面部分上方，连接至第一半导体层；衬垫电极，其形成于基板的顶部上；以及桥接电极，其放置成使得一绝缘间隙介于桥接电极和第二半导体层之间，被构造成将光接收部分电极和基板的顶部上的衬垫电极连接，桥接电极形成在与光接收部分电极和衬垫电极的层分离的层中。
根据一些可能的实施方式，一种半导体光接收元件的制造方法，包括制备基板；在基板的顶部上形成光接收台面部分，光接收台面部分包括第一导电类型的第一半导体层、吸收层以及第二导电类型的第二半导体层；在所述光接收台面部分上方形成光接收部分电极，所述光接收部分电极连接至所述第一半导体层；在所述基板的顶部上形成衬垫电极；以及在与衬垫电极和光接收部分电极的层分离的层中形成桥接电极，桥接电极被放置成使得绝缘间隙介于桥接电极和第二半导体层之间，以及桥接电极将光接收部分电极和基板的顶部上的衬垫电极连接，其中形成桥接电极包括：形成一抗蚀剂，该抗蚀剂从基板上方观看时具有在将要形成桥接电极的区域中的开口和在该开口的内侧表面上的悬出部分；通过气相沉积在抗蚀剂的顶表面上和将要形成桥接电极的区域中形成金属膜；以及去除抗蚀剂，以去除在抗蚀剂的顶表面上形成的那部分金属膜。
附图说明
图1是用于示出根据示例的半导体光接收元件的顶表面的示意性平面图；
图2是沿着图1的线II-II截取的示意性截面图；
图3是用于示出根据示例的半导体光接收元件的顶表面的示意性平面图；
图4是沿着图3的线IV-IV截取的示意性截面图；
图5是用于示出根据示例的半导体光接收元件的顶表面的示意性平面图；
图6是用于示出在根据示例的半导体光接收元件的制造方法中使用的抗蚀剂的形状的示意性俯视图；
图7是沿着图6的线VII-VII截取的示意性截面图；
图8是一示意性俯视图，用于示出其中通过在根据示例的半导体光接收元件的制造方法中使用的抗蚀剂上气相沉积来形成金属膜的状态；
图9是沿着图8的线IX-IX截取的示意性截面图；
图10是用于示出在形成桥接电极的步骤中使用的抗蚀剂的形状的示意性俯视图。
具体实施方式
示例实施方式的以下详细描述参考附图。不同附图中的相同附图标记可以标识相同或相似的元件。
图1是用于示出根据一实施方式的半导体光接收元件10的顶表面的示意性平面图。图2是沿着图1的线II-II截取的示意性截面图。如图1和2中所示的，根据一实施方式的半导体光接收元件10包括光接收台面部分110、衬垫(pad)台面部分120以及两个虚设台面部分(dummy mesa portion)130A和130B，它们形成在半绝缘基板107上方，该半绝缘基板由InP制成并且掺杂有例如Fe。根据图1和2中示出的示例性半导体光接收元件10是前照明的半导体光接收元件，其中光从光接收台面部分110的顶侧进入。入射到该半导体光接收元件10上的光穿过钝化膜114(其是低反射膜)，并进入光接收台面部分110的吸收层106，以被吸收并转换为电。
如图2中所示的，光接收台面部分110包括作为第二导电类型的第二半导体层的n型接触层108、在n型接触层108上方形成的n型缓冲层109、由i型半导体制成并形成在n型缓冲层109上方的吸收层106、形成在吸收层106上方的p型缓冲层111、以及p型接触层112，该p型接触层是第一导电类型的第一半导体层并且形成在p型缓冲层111的上方。根据一实施方式，光接收台面部分110还包括半绝缘嵌入层113，其由Fe-InP制成并被放置为覆盖从n型缓冲层109到p型接触层112的上述某些层的侧表面。
衬垫台面部分120具有与光接收台面部分110相同的层结构，但是在衬垫台面部分120中不包括嵌入层113。虚设台面部分130A和130B具有与衬垫台面部分120相同的层结构。
光接收台面部分110、可以例如通过使用金属有机化学气相沉积(MOCVD)设备来生长上述层结构，然后使用光刻技术将层结构彼此分离，从而形成衬垫台面部分120以及虚设台面部分130A和130B。在虚设台面部分130A和130B的顶表面上分别形成没有电连接和物理连接到其他电极和光接收台面部分110的虚设电极131A和131B。
如图1和图2中所示的，钝化膜114形成在光接收台面部分110、衬垫台面部分120和基板107的所有暴露表面上，以用钝化膜114保护所有暴露表面。钝化膜114是针对入射在半导体光接收元件10上的光波长(1.3μm频带或1.55μm频带)的低反射膜，并且也是绝缘膜。然而，在图2所示的构造中，钝化膜114未形成在n型接触层108上方的、将要形成n电极115的区域中以及在光接收台面部分110上方的、将要形成光接收部分电极101的区域中。换句话说，该构造在将要形成n电极115的区域和将要形成光接收部分电极101的区域中为钝化膜114赋予通孔。在图2所示的构造中，从稍后描述的桥接电极103下方的区域到衬垫电极102下方的区域形成钝化膜114，以使桥接电极103和衬垫电极102与钝化膜114下方的层绝缘。
光接收部分电极101形成在光接收台面部分110的上方，并连接到作为第一半导体层的p型接触层112。在图1和图2所示的示例中，钝化膜114在光接收台面部分110的顶表面中具有环形通孔，并且在该通孔中形成光接收部分电极101。
衬垫电极102被放置在基板107的顶部上，并且衬垫台面部分120被插入在基板107和衬垫电极102之间。当从基板107上方观察时，衬垫电极102被放置成从其中未放置衬垫台面部分120的区域伸展，沿着衬垫台面部分120的倾斜表面爬升，并在衬垫台面部分120的顶表面上展开。
如图1和图2中所示的，连接光接收部分电极101和衬垫电极102的桥接电极103也放置在基板107的顶部上。桥接电极103直接连接到光接收部分电极101，并放置为沿着光接收台面部分110的倾斜表面伸展并且到达一区域，在该区域中未放置作为光接收台面部分110的下部的n型接触层108。
光接收部分电极101、衬垫电极102和桥接电极103形成p电极。
在该构造中，寄生电容主要在例如p型缓冲层111与n型缓冲层109之间的区域以及桥接电极103与n型接触层108之间的区域中产生。在桥接电极103与n型接触层108之间夹有作为绝缘膜的钝化膜114，以用作绝缘间隙，从而在桥接电极103与n型接触层108之间产生寄生电容。在n侧导电区域彼此绝缘的区域中不产生寄生电容。在p型缓冲层111和n型缓冲层109之间产生寄生电容的主要原因是吸收层106的厚度和平面尺寸。然而，吸收层106的尺寸影响其他特性，所述其他特性包括光接收灵敏度，因此不能随意更改。另一方面，在桥接电极103与n型接触层108之间的区域中，不必担心会影响其他光学特性。因此，在一实施方式中，为了减小寄生电容，桥接电极103的加宽被抑制。
桥接电极103形成在与光接收部分电极101和衬垫电极102的层分开的层中。更具体地，桥接电极103形成在光接收部分电极101的上方的层中，以及在衬垫电极102的上方或下方。其原因在下面参考图6至图10进行描述。
图6是用于示出抗蚀剂形状的示意性俯视图，该抗蚀剂在根据本公开的比较示例的半导体光接收元件的制造方法中使用。图7是沿着图6的线VII-VII截取的示意性截面图。当要在单个步骤中形成上述光接收部分电极101、衬垫电极102和桥接电极103时，形成如图6所示的抗蚀剂141。通过将抗蚀剂141施加到基板107的整个顶侧，烘烤并使用光掩模进行曝光和显影，从而对抗蚀剂141进行图案化。
抗蚀剂141具有与期望的电极图案相对应的开口141A，电极图案包括上述的光接收部分电极101、衬垫电极102和桥接电极103。即，在开口141A的内部包含：将要形成光接收部分电极101的区域101A、将要形成衬垫电极102的区域102A以及将要形成桥接电极103的区域103A。
如图7所示，抗蚀剂141在开口141A的内侧表面上还具有悬出部分142。抗蚀剂141可以是正抗蚀剂(positive resist)或负抗蚀剂(negative resist)。然而，就上述悬出部分142的形成而言，优选负抗蚀剂。
通过气相沉积在抗蚀剂141的顶表面上以及在开口141A中暴露的基板107的顶部(钝化膜114的顶表面)上形成金属膜。然后去除抗蚀剂141，以去除在抗蚀剂141的顶表面上形成的金属膜，并且通过去除金属膜形成期望的电极图案。图8是用于示出了，在根据本公开的比较示例的半导体光接收元件的制造方法中使用的抗蚀剂上，通过气相沉积形成金属膜的状态的示意俯视图。图9是沿着图8的线IX-IX截取的示意性截面图。如图8和图9中所示的，在通过气相沉积形成金属膜150的过程中的开口141B比对应于期望图案的开口141A宽。这是因为，如图9所示，悬出部分142通过从形成在抗蚀剂141的顶表面上的金属膜150的部分发出的辐射热和通过保持在金属膜150中的应力而变形。因此，图9所示的开口141B的宽度d2比图7所示的开口141A的宽度d1宽。
当开口141B的加宽伴随着图6和图8所示的区域101A、102A和103A中的抗蚀剂141的悬出部分142的变形时，区域101A、102A和103A中的变形相互影响，因为区域101A、102A和103A联接。即，在区域101A和102A中发生的由悬出部分142的变形引起的应力被施加到将要形成桥接电极103的区域103A。由于区域101A和102A的平面尺寸大于要形成桥接电极103的区域103A，因此在将要形成衬垫电极102的区域102A和将要形成光接收部分电极101的区域101A中，变形量特别大。
开口141A(141B)还具有向外加宽的区域143，并且悬出部分142的变形量在区域143中甚至更大。通过增加区域103A中的抗蚀剂141的悬出部分142的变形量，大量变形影响与区域143联接的区域103A。
结果，在将要形成桥接电极103的区域103A中，抗蚀剂141的开口141B的宽度d2变得比在形成金属膜150之前的开口141A的宽度d1宽，并且因此，实际形成的桥接电极103比期望的宽度宽。经由作为绝缘膜的钝化膜114，在桥接电极103与包括在光接收台面部分110中的n型接触层108之间产生寄生电容。因此，桥接电极103的宽度的增加伴随着在桥接电极103与n型接触层108之间产生的寄生电容的增加。
上述实施方式通过将形成桥接电极103的步骤与形成光接收部分电极101的步骤和形成衬垫电极102的步骤分开来解决该问题。图10是用于示出抗蚀剂146的形状的示意性俯视图，该抗蚀剂是在形成桥接电极103的步骤中使用的抗蚀剂。图10中示出的抗蚀剂类似于图7所示的抗蚀剂141，在于包括悬出部分。根据一实施方式，分开地形成单独的桥接电极103，因此，可以使用具有开口146A的抗蚀剂146，其仅对应于用于形成如图10所示的桥接电极103的区域103A。因此，在桥接电极103的形成中使用的抗蚀剂146不受抗蚀剂146的悬出部分的变形的影响，该变形是在通过气相沉积形成金属膜的步骤中形成光接收部分电极101和衬垫电极102时引起的。
因此，防止了抗蚀剂146的开口146A的宽度增加，并且抑制了在去除抗蚀剂146之后形成在基板107的顶部上的桥接电极103的加宽。因此，可以抑制在桥接电极103和n型接触层108之间的寄生电容的产生。
因此，如上所述，通过该制造方法形成的桥接电极103处于与如上所述的衬垫电极102和光接收部分电极101的层分离的层中。更具体地，桥接电极103形成在光接收部分电极101上方的层和衬垫电极102上方的层中。桥接电极103可以形成在衬垫电极102下方。
如图2所示，上述效果是特别显著的，在形成有桥接电极103且从光接收部分电极101到衬垫电极102伸展的区域中，存在多个高度差(level difference)。例如，考虑了形成具有如图6所示的开口141A的抗蚀剂141的情况。在此情况下，当调节曝光量，使得在要形成具有复杂形状的光接收部分电极101的区域101A中以最佳量形成悬出部分142时，可以实现的是，在要形成桥接电极103的区域103A中形成的悬出部分142最终比在区域101A中的悬出部分142宽。这是因为区域103A中的曝光方向上的深度与区域101A中的不同。结果，区域103A中的悬出部分142的形状会由通过气相沉积来形成金属膜的过程中施加的热应力或由应力而显著改变。然而，根据一实施方式，仅与如上所述将要形成桥接电极103的区域103A对应的抗蚀剂146的形成能够实现曝光量的调节，这种调节适合于区域103A的深度，并且相应地可以形成适当宽度的悬出部分。因此，抑制了由于通过气相沉积而在金属膜的形成中施加的热应力或由于应力引起的区域103A中的悬出部分形状的显著变化，从而能够抑制所形成的桥接电极103的宽度增加。
另外，当从基板107上方观察时，开口146A可以具有向内闭合的形状，因为抗蚀剂146中的开口146A仅对应于将要形成桥接电极103的区域103A。向内闭合形状是这样的形状：与开口146A的轮廓相切的所有线是外接的并且不包括内接线。通过该构造，开口146A不具有如图8所示的向外加宽的区域143，因此不会加宽。例如，在图10所示的开口146A中的线性区域144中形成的悬出部分的变形会被与线性区域144联接的弯曲区域145所抑制。形成在弯曲区域145中的悬出部分的变形被与弯曲区域145连接的线性区域144所抑制。随后，在执行剥离工艺之后形成在基板107的顶部上的桥接电极103具有如开口146A那样的向内闭合的形状。即，桥接电极103具有这样的形状：当从基板107的上方观察时，与桥接电极103的轮廓相切的所有线都是外接的并且不包括内接线。
当从基板107上方观察时的抗蚀剂146的开口146A的期望轮廓是选自直线、曲线和钝角中的至少一个类型要素的组合，因为该形状防止应力或通过气相沉积形成金属膜150时的热应力局部集中在抗蚀剂146上。所形成的桥接电极103的轮廓因此也选自直线、曲线和钝角中的至少一个要素的组合。
当从基板107上方观察时，桥接电极103和衬垫电极102相连接的期望点更靠近衬垫电极102而不是更靠近作为第二半导体层的n型接触层108所处的区域。即，当在期望的构造中从基板107上方观看时，放置n型接触层108的区域和衬垫电极102不彼此重叠。通过该构造，仅将桥接电极103(其通过上述制造方法而被防止宽度增加)放置在与n型接触层108重叠的区域中，并且当从基板107的上方观察时，衬垫电极102没有放置在所述区域中，以抑制在衬垫电极102和n型接触层108之间产生寄生电容。
根据一实施方式，光接收部分电极101具有包括三个层的第一层结构。从靠近p型接触层112的一侧开始，这三层是作为第一紧密接触电极的Ti层、作为势垒电极(barrierelectrode)的Pt层和作为第一导电电极的Au层。从电流传导性和散热性的观点出发，期望将Au用于第一导电电极。然而，扩散的Au可以直达p型接触层112。当扩散的Au到达p型接触层112的内部时，可靠性降低。因此，期望将Pt层作为势垒电极放置在Au层和p型接触层112之间，从而防止Au扩散到p型接触层112中。然而，Pt层与作为半导体的p型接触层112的粘附性差，担心电极会脱落。因此，与半导体有高连接性的Ti层位于Pt层下方。
另一方面，桥接电极103具有包括两个层的第二层结构。从靠近p型接触层112的一侧开始，这个两层是作为第二紧密接触电极的Ti层和作为第二导电电极的Au层。简而言之，与光接收部分电极101的第一层结构不同，桥接电极103的第二层结构不具有用作势垒电极的Pt层。该构造进一步抑制了桥接电极103的加宽。一般而言，Pt的辐射热和应力高，并且具有伴随温度变化的高收缩率。因此，在将金属膜150形成到上述整个表面的步骤中，Pt层极大地影响了抗蚀剂146的悬出部分的变形。由具有这些特性的Pt制成的势垒电极被排除在第二层结构之外，从而防止了抗蚀剂146中的开口146A的宽度增加，并且抑制了形成在基板107的顶部上的桥接电极103的加宽。另外，在第二层结构少了一个电极层的情况下，可以在缩短的时间内形成金属膜150，并且可以得到保持抗蚀剂146中的开口146A的宽度不增加的效果。第二层结构也不需要势垒电极，这也是因为上述钝化膜114介于桥接电极103和光接收台面部分110之间，并且因此防止了第二导电电极中所含的Au扩散到光接收台面部分110中所包括的半导体层。因此，希望从桥接电极103的第二层结构中排除作为势垒电极的Pt层。在Au层与绝缘膜之间的粘附性差，并且因此，桥接电极103优选包括Ti层以作为紧密接触电极，以防止电极脱落。
第一紧密接触电极和第二紧密接触电极可以是除Ti以外的金属，只要该金属对绝缘膜的粘附力优于Au，并且可以是W、Cr、Pd、Ta等。包括在第一层结构中的势垒电极不限于Pt并且可以是Mo。第一导电电极和第二导电电极不限于Au并且可以是包含Au的合金。光接收部分电极101的第一层结构可以具有两层的第一紧密接触电极和两层的第一势垒电极。即，第一层结构可以是五层结构，从靠近p型接触层112的一侧包括Ti层、Pt层、另一Ti层、另一Pt层和Au层。第一层结构具有这样的构造就足够了：在该构造中，第一紧密接触电极与p型接触层112接触并且包含Pt或类似金属的势垒电极被夹在第一导电电极(其是包含金的最顶层)和第一紧密接触电极之间。
当从基板107的上方看时，在与光接收台面部分110重叠的区域中，桥接电极103优选在与桥接电极103伸展的方向正交的方向上具有2μm以上且7μm以下的宽度。从低功耗的观点出发，宽度优选为2μm以上，因为可以减小具有该宽度的桥接电极103的电阻值，从而可以防止工作电压上升。通过将桥接电极103的宽度设置为7μm以下，可以减小在桥接电极103和光接收台面部分110之间产生的寄生电容，这使得能够适应高达25Gbps以上的高速操作。
衬垫电极102可以具有与桥接电极103和光接收部分电极101的层结构中之一相同的层结构，但是衬垫电极102不是通过与桥接电极103相同的工艺形成的，以便抑制如上所述的桥接电极103的加宽。从工艺简化的观点来看，可以通过相同的工艺将n电极115和衬垫电极102形成为具有相同的构造。衬垫电极102可具有五层结构，该五层结构从靠近p型接触层112的一侧包括例如AuGe层、Ni层、Ti层、Pt层和Au层。从与n型接触层108欧姆接触的观点看，该五层结构是优选的。
下面描述制造半导体光接收元件10的方法。
(结构层生长步骤)首先，使用MOCVD设备等在基板107的整个顶表面上生长出包括如上所述的n型接触层108、n型缓冲层109、吸收层106、p型缓冲层111和p型接触层112的结构层。
(台面结构形成步骤)接下来，使用光刻技术通过与上述结构层分离来形成光接收台面部分110、衬垫台面部分120和虚设台面部分130A和130B。
(钝化膜形成步骤)然后，在基板107的整个顶侧上形成作为绝缘氧化物膜的钝化膜114。针对入射到半导体光接收元件10上的光波长(1.3-μm频带或1.55-μm频带)而用作低反射膜的膜被用作钝化膜114。
(钝化膜处理步骤)接下来，环形通孔形成在钝化膜114的一区域中，在该区域中，将在光接收台面部分110的顶表面上形成光接收部分电极101，以从钝化膜114下方暴露出p型接触层112。在要在n型接触层108的顶表面上形成n电极115的区域中形成另一个通孔，以从钝化膜114下方暴露出n型接触层108。
(光接收部分电极形成步骤)然后，在形成于光接收台面部分110的顶表面上的钝化膜中的通孔中形成光接收部分电极101。可以通过上述的抗蚀剂施加工艺、金属膜气相沉积工艺和剥离工艺来形成光接收部分电极101。具体地，在不形成光接收部分电极101的整个区域中形成抗蚀剂，并且通过气相沉积在抗蚀剂的顶表面上以及在不形成光接收部分电极101的区域中形成金属膜。随后去除抗蚀剂，从而去除在抗蚀剂的顶表面上形成的那部分金属膜。由此形成光接收部分电极101。
光接收部分电极101的金属膜是通过气相沉积形成的，其中首先通过气相沉积来沉积Ti，以形成厚度为10nm至50nm的膜，作为第一紧密接触电极，接下来，通过气相沉积来沉积Pt，以形成厚度为25nm至50nm的膜，作为势垒电极，然后通过气相沉积来沉积Au，以形成厚度为200nm至1μm的膜，作为第一导电电极。
(衬垫电极、n电极、虚设电极形成步骤)接下来，形成上述衬垫电极102、n电极115以及虚设电极131A和131B。能够如光接收部分电极形成步骤中那样，通过使用抗蚀剂涂敷工艺、金属膜气相沉积工艺以及剥离工艺来形成衬垫电极102、n电极115以及虚设电极131A，131B。衬垫电极、n电极、虚设电极形成步骤可以在上述光接收部分电极形成步骤之前、同时或之后执行，但不能与下述的桥接电极形成步骤同时进行。
(桥接电极形成步骤)接下来形成桥接电极103。形成桥接电极103的方法是如以上参考图10所述的，在此省略其描述。可以在上述的衬垫电极、n电极、虚设电极形成步骤之前执行桥接电极形成步骤。
桥接电极103的金属膜通过气相沉积工艺形成，其中首先通过气相沉积来沉积Ti，以形成厚度为10nm至50nm的膜，作为第二紧密接触电极，然后通过气相沉积来沉积Au，以形成具有200nm至1μm的厚度的膜，作为第二导电电极。
(切片(chipping)步骤)最后，将一组半导体光接收元件切成小块，以得到作为单块的半导体光接收元件10。在切片步骤中，并不总是需要进行切片来获得单个半导体光接收元件10，并且例如可以将一组半导体光接收元件切成半导体光接收元件组，每个组包括以阵列样式布置的多个半导体光接收元件10。
可以通过上述步骤制造半导体光接收元件10。
接下来，参照图3和图4，描述根据另一示例的半导体光接收元件10B。
图3是用于示出了根据另一示例的半导体光接收元件10B的顶表面示意性平面图。图4是沿着图3的线IV-IV截取的示意性截面图。根据图3和图4所示示例的半导体光接收元件10B是背面照射半导体光接收元件，其中光从基板107B的背侧进入。与图1和图2所示示例共用的半导体光接收元件10B的部件由相同的附图标记表示，并且省略其描述。
与图1和图2所示的示例不同的是形成在光接收台面部分110上方的光接收部分电极101B的构造、基板107B的背侧的构造和钝化膜114B的功能。基板107B的背侧的构造包括通过蚀刻工艺形成的聚光透镜116。图3和图4所示的示例中的光接收部分电极101B具有圆形，而图1和图2所示的示例中的光接收部分电极101具有环形。更具体地，在光接收台面部分110的顶表面上的钝化膜114B中形成的通孔的外周限定了光接收部分电极101B的轮廓，使得光接收部分电极101B也形成在被置于通孔内周侧上的那部分钝化膜114B的顶表面上。在图3和图4所示的示例中的钝化膜114B是具有高反射率的高反射膜，并且也是绝缘膜。从形成在基板107B的背侧上的聚光透镜116进入的那部分光被光接收台面部分110中的吸收层106吸收，其余的光被透射。通过吸收层106透射的光被钝化膜114B或光接收部分电极101B反射，并重新进入吸收层106，以便被吸收并转换为电。
如图1和图2所示的示例中，桥接电极103形成在与光接收部分电极101B和衬垫电极102的层分离的层中。桥接电极103具有与光接收部分电极101B的第一层结构不同的第二层结构，在图3和图4所示的示例中，桥接电极103的加宽也可以被抑制，并且桥接电极103与n型接触层108之间的寄生电容的产生可以被抑制。
接下来参照图5描述根据又一示例的半导体光接收元件10C。
图5是示出根据又一示例的半导体光接收元件10C的顶表面示意平面图。用相同的附图标记表示与图1和图2所示的示例共用的半导体光接收元件10C的部件，并且省略其描述。图5所示的示例的构造与图1和图2所示的示例的构造相同，但是桥接电极103C具有不同的形状。
在图5所示的示例中，从基板107上方看时桥接电极103C在与桥接电极103C伸展的方向正交的方向上不具有恒定宽度，并且具有随着与衬垫电极102的距离减小而逐渐加宽的锥形。该构造改善了与衬垫电极102的连接性。
在具有锥形形状的桥接电极103C中，当从基板107上方观看时，与n型接触层108重叠的区域的宽度被设置为大于等于2μm且小于等于7μm。该构造抑制桥接电极103C和n型接触层108之间的寄生电容的产生。
在参照图1至图5给出的示例的描述中，光接收台面部分110包括半绝缘嵌入层113，该半绝缘嵌入层由Fe-InP制成并且放置成覆盖从n型缓冲层109到p型接触层112的侧表面。可以省略嵌入层113。然而，当嵌入电极113放置在光接收台面部分110中时，桥接电极103(或103C)和n型接触层108可以彼此远离，这在减小寄生电容方面是有效的。另一方面，当未形成嵌入层113时，可以简化制造工艺，这有利于降低成本。
前述公开内容提供了说明和描述，但并不旨在穷举或将实施方式限制为所公开的精确形式。修改和变化可以根据以上公开内容进行，或者可以从实施方式的实践中获得。
即使在权利要求中叙述和/或在说明书中公开了特征的特定组合，但这些组合并不旨在限制各种实施方式的公开。事实上，这些特征中的许多可以以在权利要求中未具体说明和/或在说明书中未公开的方式组合。尽管下面列出的每个从属权利要求可能仅直接从属于一个权利要求，但是各种实施方式的公开将每个从属权利要求与权利要求集合中的每个其他权利要求结合在一起。
除非明确这样描述，否则本文中使用的任何元件、行为或指令均不得解释为关键的或必要的。此外，如本文所用的，冠词“一(a)”旨在包括一个或多个项目，并且可以与“一个或多个”互换使用。此外，如本文所用的，冠词“该(the)”旨在包括与冠词“该”相关的一个或多个引用项，并可与“一个或多个”互换使用。此外，如本文所用的，术语“组(set)”旨在包括一个或多个项目(例如，相关项、不相关项、相关和不相关项的组合等)，并且可以与“一个或多个”互换使用。在仅意图一项的情况下，使用短语“仅一个”或类似语言。另外，如本文中所使用的，术语“具有”等旨在是开放式术语。此外，短语“基于”旨在表示“至少部分地基于”，除非另有明确说明。而且，如在此使用的，术语“或”在串联使用时意图是包括性的，并且可以与“和/或”互换使用，除非另有明确说明(例如，如果与“或者”或“仅其中之一”组合使用)。
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Claims (20)

1.一种半导体光接收元件，包括：
基板；
光接收台面部分，形成在基板的顶部上，包括第一导电类型的第一半导体层、吸收层、和第二导电类型的第二半导体层。
光接收部分电极，形成在光接收台面部分上方，连接到第一半导体层；
衬垫电极，形成在基板的顶部上；和
桥接电极，被放置为使得绝缘间隙介于桥接电极和第二半导体层之间，被构造为将光接收部分电极和在基板的顶部上的衬垫电极连接，
桥接电极形成在与光接收部分电极和衬垫电极的层分开的层中。
2.根据权利要求1所述的半导体光接收元件，其中，当从所述基板的上方观察时，与放置第二半导体层的区域相比，桥接电极和衬垫电极在更靠近衬垫电极的点处连接。
3.根据权利要求1所述的半导体光接收元件，还包括：
衬垫台面部分，介于基板和衬垫电极之间；
其中，当从基板上方观察时，衬垫电极被放置成从没有放置衬垫台面部分的区域伸展，沿着衬垫台面部分的倾斜表面爬升，并在衬垫台面部分的顶表面上方扩展。
4.根据权利要求1所述的半导体光接收元件，
其中，所述光接收部分电极具有包括多个金属层的第一层结构，和
其中，桥接电极具有包括多个金属层的第二层结构，
第二层结构不同于第一层结构。
5.根据权利要求1所述的半导体光接收元件，其中，
其中，光接收部分电极从上至下依次包括第一导电电极、势垒电极和第一紧密接触电极，和
其中，桥接电极从上到下依次包括第二导电电极和第二紧密接触电极。
6.根据权利要求5所述的半导体光接收元件，
其中，第一紧密接触电极和第二紧密接触电极包含选自Ti、W、Cr、Pd和Ta组成的组中的一种元素，
其中所述势垒电极包含Pt或Mo之一，和
其中第一导电电极和第二导电电极包含Au。
7.根据权利要求6所述的半导体光接收元件，
其中第一紧密接触电极和第二紧密接触电极包含Ti，和
其中势垒电极包含Pt。
8.根据权利要求1所述的半导体光接收元件，其中，当从基板的上方观察时，桥接电极在与光接收台面部分重叠的区域中、在与桥接电极伸展的方向正交的方向上具有大于等于2μm且小于等于7μm的宽度。
9.根据权利要求1所述的半导体光接收元件，其中，当从基板的上方观察时，桥接电极具有一轮廓，该轮廓是选自直线、曲线和钝角中的至少一种类型要素的组合。
10.根据权利要求1所述的半导体光接收元件，其中，当从基板的上方观察时，桥接电极具有向内闭合形状的轮廓。
11.一种半导体光接收元件的制造方法，包括：
制备基板；
在基板的顶部上形成光接收台面部分，
所述光接收台面部分包括第一导电类型的第一半导体层、吸收层、和第二导电类型的第二半导体层；
在光接收台面部分上方形成光接收部分电极，
光接收部分电极连接到第一半导体层；
在基板的顶部上形成衬垫电极；和
在与衬垫电极和光接收部分电极的层分开的层中形成桥接电极，
桥接电极被放置成使得绝缘间隙介于桥接电极和第二半导体层之间，和
桥接电极将光接收部分电极和在基板的顶部上的衬垫电极连接，其中，形成桥接电极包括：
形成抗蚀剂，当从基板的上方观察时，该抗蚀剂在将要形成桥接电极的区域中具有开口，并且在该开口的内侧表面上具有悬出部分；
通过气相沉积在抗蚀剂的顶表面上和将要形成桥接电极的区域中形成金属膜；和
去除抗蚀剂，以去除形成在抗蚀剂的顶表面上的那部分金属膜。
12.根据权利要求11所述的制造方法，其中，当从基板的上方观察时，与放置第二半导体层的区域相比，桥接电极和衬垫电极在更靠近衬垫电极的点处连接。
13.根据权利要求11所述的制造方法，其中，当从基板的上方观察时，衬垫电极被放置成从没有放置介于基板和衬垫电极之间的衬垫台面部分的区域伸展，沿着衬垫台面部分的倾斜表面爬升，并在衬垫台面部分的顶表面上扩展。
14.根据权利要求11所述的制造方法，
其中，所述光接收部分电极具有包括多个金属层的第一层结构，和
其中，桥接电极具有包括多个金属层的第二层结构，
第二层结构不同于第一层结构。
15.根据权利要求11所述的制造方法，
其中，光接收部分电极从上至下依次包括第一导电电极、势垒电极和第一紧密接触电极，和
其中，桥接电极从上到下依次包括第二导电电极和第二紧密接触电极。
16.根据权利要求15所述的制造方法，
其中，第一紧密接触电极和第二紧密接触电极包含选自Ti、W、Cr、Pd和Ta组成的组中的一种元素，
其中所述势垒电极包含Pt或Mo之一，和
其中第一导电电极和第二导电电极包含Au。
17.根据权利要求16所述的制造方法，
其中第一紧密接触电极和第二紧密接触电极包含Ti，和
其中势垒电极包含Pt。
18.根据权利要求11所述的制造方法，其中，当从基板的上方观察时，桥接电极在与光接收台面部分重叠的区域中、在与桥接电极伸展的方向正交的方向上具有大于等于2μm且小于等于7μm的宽度。
19.根据权利要求11所述的制造方法，其中，当从基板的上方观察时，桥接电极具有一轮廓，该轮廓是选自直线、曲线和钝角中的至少一种要素的组合。
20.根据权利要求11所述的制造方法，其中，当从基板的上方观察时，桥接电极具有向内闭合形状的轮廓。
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