TW201108364A - Optical module for transmitting and/or receiving optical signal, pedestal of photoelectric component, photoelectric component - Google Patents

Description

201108364 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於光電技術領域’特別是指用於光電通訊的元 件及該元件的底座。 【先前技術】 光電元件的底座包括金屬盤體(metal stem)與金屬接腳的 組合，例如Το-can Header，以及非金屬盤體與金屬接腳的組 合’例如Leadframe Header。各底座上可配置一載體(subm〇um) 承載一光電晶片，且光電晶片的電極透過接腳與電路板上的 路連接。

上述光電晶片的電極可位在相對面’例如其一位在光電晶 片上方表面，另一位在光電晶片下方表面；當光電晶片配置在 載體(Submoimt)上，位在下方表面的電極可與載體接觸並形成 電性連結；載體更進一步作為打線墊(bondingpad)，使得一導 線可連接一接腳(電極)與載體；至於位在光電晶片上方表面的 電極也可藉一導線與另一接腳(電極)電性連接。值得注意的 是，載體與底座的表面需形成不導電的狀態。 圖la與圖lb顯示光電晶片的二個電極位在不同一面。以 PIN-TIA架構的光電元件為例，光電晶片2〇〇位在一異質基板 /載體205上，且其組合配置在一底座2〇1 ;其中光電/晶片1⑻ 電性連接-轉阻放大ϋ(ΤΙΑ)2〇2，且光電晶片綱與底座2〇1 形成絕緣且可供操作；然而異質基板2〇5的價格較高且體積盘 面積較大，因此導致光電晶片200的電容提高且降低頻率^ 應。 曰 圖lc與圖Id顯示另-種使光電晶片勘能夠絕緣地配置 在底座201上且供操作的方式。其主要是在一同f的半絕緣基 板(senujnsulating substrate, SI 基板)2〇6 上磊晶生成 W_N 二 構，並藉由蝕刻技術形成二個電極2〇3、2〇4 ;然而 = 緣基板206同樣存在成本高的缺失，而且N+層的厚度很 常僅約數個微米(um))，所以須搭配精密的侧製程以預防 3 201108364 晶層不慎被辦而造成元件無法運作。 同質6,586,718揭露—種光電晶片，其揭露在一 刻過度ί被ϊί反上蟲曰曰曰生成_層；其中N晶層容易因蚀 雷曰场述’傳^ΡΙΝ_ΤΙΑ架構的光電元件要使光 降：，而異質基板會導致成本高且頻寬 牛絕緣基板除了成本高外，還會因為n+晶 ^的困ίϊ制餘刻製程而導致製程參數須相當精準，提高了製 【發明内容】 傾缝的主要目賴在提供—種紋祕底座，其具有一 可ίΛΐίϊ區域。當光電晶片組設在絕緣構造(區域)上， 可使先電晶片與底座間不具導電特性。 賴ίϊ明！^另_目的係在提供—種光電藉底座，其具有一 由:周一輔助接腳組設在絕緣構造並承載光電晶片；藉 助接腳的長度，可以達到調整光電晶片的高度，以及 讓辅助接腳成躺雜態或作為電極。 严站又—目的係在提供—種光電元件底座，其具有一 :人开:成光3部:在J座的盤體周邊，且使延伸牆部與-蓋體 、、° «形成先電7〇件，藉此達到組立簡便的功效。 —H辅。材料(如bcb或s〇g)降低電容的設計， 或ίίί鋪上SQG造成與底座絕緣的設計，如此可以使光電 兀牛?ΐΐ具有高頻寬、低成本、易製作及/或高良率的功效。 別藉由以下實施例並搭配圖式逐一說明。 文了刀 【實施方式】 圖2及圖3揭露一種光電元件的底座10結構，其具有丄 201108364 金屬盤體(metal stem) 12、複數支可作為電極的電極接腳 14a〜14c及一支接地接腳I4d;其中各接腳14a〜14d的一端可 嵌入该金屬盤體12 ;特別是，電極接腳i4a〜14c可搭配一非 導電材料16，例如玻璃、塑膠材料，或其他類似性質&材料， 使付金屬盤體12與各接腳14a〜14c形成不導雷狀綠。 -更進，，金屬健12具有mm-第 一面(底面)19相對第一面18，例如圖中的上表面及下表面； -嵌孔22職在第-面18與第二面19之卩姐位於第一面18 ，中央區域；一絕緣構造24，由絕緣材料製成的嵌入件，組

設於嵌孔22喊触人射邮nsert mGlding)对形成於嵌孔 22内。絕緣構造24可以全部或部份的體積位於盤體12的第 一面18與第二面19之間，且該絕緣構造24用以承載光電晶 片26。 特別疋’絕緣構造24具有一第一端24a及一第二端24b， 其中第-端24a可相鄰且平齊於第一面18，且第一端2如承載 光電晶片26。上述的絕緣構造24可為一獨立的絕緣件或絕緣 選用電極26a和26b位於同-側的光電晶片％,且將光 電晶片26配置在絕緣構造24的第一端此，則導線撕和挪 可分別連接電極26a和26b與接腳14a和14c ;此狀熊下的光 電晶片26與底座1〇的金屬盤體12成為不導電的斷^狀態。 上述實施例提供—種創新的底座1〇結構且能賊光電晶 a 成絕緣絲’射獅傳_座需藉由讎承載光電 曰曰片或疋在光電晶片上形成絕緣層的結構形態。 圖4a揭露光電元件30可包含上述的底^ 1〇及光電晶片 26，以及更包含一蓋體(cap)32組設在底座1〇上；其中蓋體％ -端具有開孔瓜，且開孔孤可配置一光學裝置’料，例如透 鏡或玻璃片，或開孔32a處無配置任何元件或 孔32a或光學裝置34術目對规晶片26。咐 又圖4a顯不絕緣構造％的第一端此係凸出金屬盤體a s 5 201108364 的第一面18 ;因此光電晶片26位在絕緣構造24的第一端24a 除了與金屬盤體12形成絕緣外，更可搭配第一端24a的凸出 高度而改變與裝置34或開孔32a的距離，藉此調整耦光效率。 根據上述實施例的教示，圖4b顯示，絕緣構造24的第一 端24a可以凹低於金屬盤體12的第一面18。 再者圖4a或圖4b中，絕緣構造24的第二端24b可以凸 出、齊平或凹入該金屬盤體12的第二面19 ;或參照以下的實 施例的說明。 圖5及圖6顯示一個大面積的嵌孔52開設在底座40的金 屬盤體42上；特別是嵌孔52的面積包括金屬盤體42的中央 區域及鄰近的邊緣的區域；絕緣構造54可組設於嵌孔52内， 或藉射出方式形成於嵌孔52内。值得注意的是，電極接腳 44a〜44c位在欲孔52的範圍内且一端結合該絕緣構造54 ;又 光電晶片56配置在絕緣構造54的第一端54a。 上述金屬盤體42與各電極接腳44a〜44c及接地接腳 44d(見圖5)可先組合’然後將組合體導入適當的射出成形機具 及模具内’搭配敌入射出方式’將絕緣材料注入嵌孔52内以 形成絕緣構造54 ’同時利用絕緣構造54結合各電極接腳 44a〜44c ;此外可以利用射出製程的合模壓力，使接地接腳44d 與金屬盤體42結合，或另外針對接地接腳44d進行沖壓使其 結合金屬盤體42。 ’ 此外圖6中顯示絕緣構造54的第二端54b齊平金屬盤體 42的第二面49或嵌孔52的孔緣；然而根據前述說明可知， 第二端54b也可以凸出或凹入該金屬盤體42的第二面49 ;或 參照以下的實施例的說明。 圖7a顯示一光電元件60由底座40與光電晶片56組合且 更搭配一蓋體62而組成；特別是，絕緣構造54的第一端54a 具有一體成形的一凸部55 ;該凸部55凸出金屬盤體42的第 一面48 ’且光電晶片56組設在凸部55上。如此光電晶片56 與金屬盤體42形成絕緣，且光電晶片56可藉此調整與蓋“ 201108364 62上的光f震置64相對位置而提高搞光效率。 内，實施例的教示，光學裝置64是組設在開孔62a 何元件ΪΪΪ 玻璃片；此外，開孔必處也可無配置任 一山又根據前述實施例的教示，圖7b顯示該絕緣構造％的 的ΐ 2 具有—凹空57 °該凹空57可低於金屬盤體42 的弟一面48，且光電晶片56配置在凹空57内。

士述的絕緣構造24、54可利用第一端％、％的凹空W ，承载光電晶片26和56,且第-端24a、54a可以平齊、^ 或凹低於第一面18、48。 丁 Η凸出 圖8a顯示一辅助接腳7〇酉己置在絕緣 ^腳7:具有-第-位置71及-第二位置d: 裳一 出絕緣構造24的第一端24a且相鄰金屬盤體12的 ί曰第二位置72可穿出絕緣構造24的第二端24b ;光 電曰日片26配置在第一位置71上。 绫槿ΐ = 辅助接腳7〇的第一位置71可以明顯的凸出絕 ，構绝24的第一端24a,或金屬盤體12的第一面18， 到調整光電晶片26所處高度的目的。 ^藉此達 笛一 由圖如與圖8b所揭示的結構中，輔助接腳70的 一置72明顯與電極接腳、Mc的端部不處於相 盖輔助接腳70的部份長度剪斷，‘當 或其構 雜設於電職上時，_助接腳 的Λγϊ置72會形成懸空而不與電路連接，進而形成斷路。 根據前述之絕緣構造24和54之第一端24a和54a可以平 角、凸出或凹低金屬盤體12之第一面18的實施概令， —上述的光電晶片26可為f_N+為基座的晶片，且並兩 個電極制不同金屬層及位在上、下侧；由於光電6、$ 側的電極與輔助接腳70的第一位置71接觸，所以可利用第j s 201108364 位置71作為打線位置。 側，：ίίί:2: Γ，電極位在相同侧，例如位在上方 Z 路的輔助接腳7〇不會影響元件的電極特性。 的長度，使其第二位置上η變輔助接腳7〇 當或相同的水平位置；當底座i4c的端部處在相 ;6輔的助，7〇可與電路連“而形在

所以中的底座10是選用圖2、圖3所顯示的結構， 5、圖6所揭-與絕緣構造24為相離；然而亦可選用圖 助接腳7(Jf„ 4〇結構，並依上述實施例所教示，將輔 -端奸入=又於絕緣構造54的轴向且使得各接腳44a〜44c的 鳊插入絕緣構造54内。 ㈣ί 3 ΐ圖％顯示金屬盤體81上開設一嵌孔82，且-絕 嵌入喪孔82内；特別是，複數電極接腳科a〜84〇的 的Ρ 造83，且各電極接腳恤〜撕的端部具有電 ^ (見第9b圖）。上述電的良導體85可以是金。 山此外更有一金屬薄膜87配置或鏡設在絕緣構造幻的第一 =s =表面，且使金屬薄膜87與金屬盤體81形成電性相連。 金屬^膜87*的周邊具有缺空88用以對應各接腳84a〜84c，藉 此，知金屬薄膜87與各接腳84a〜84c形成電性相離狀態。至 於光電晶片86則配置於金屬膜87上；若光電晶片86有一電 極位於底面且與金屬賴87翻，麟金屬賴87可作為打 線區域。 生再參閱圖9b，嵌孔82可被製作成錐形孔狀，而且絕緣構 造83的外形製作成與嵌孔幻形狀相符，因此絕緣構造幻置 入叙孔82内可據此達到緊密的結合及定位效果。

.圖9c、9d所揭示之實施例與圖9a、9b之實施例的不同+ 於··金屬薄膜87上開設有一開孔89 ;光電元件86位在該&’S 8 201108364 孔89内且配置在絕緣構造83上。至於金屬薄膜87可選擇是 否與金屬盤體81電性相連。 圖9e係根據圖9d的結構加以演化，其特別處在於：一凸 部831凸出地形成在絕緣構造83表面且穿過金屬膜87的開孔 89 ;光電晶片86配置在凸部831的端部。 圖9f揭露絕緣構造83的周邊可進一步延伸形成一延伸牆 部=32，該延伸牆部832的一端為具有開放口 833的開放端； 一蓋體834組設在延伸牆部832的開放端，藉此可構成光電元 件的組態。

,此外延=牆部832具有一缺口 832a，如此一來，打線用 之尖嘴容易靠近元件；同樣的道理亦可用於圖1〇a，1〇b，12a, 12b及圖13a所示的結構中。 ’ ’ 再者，輔助接腳70可組設在絕緣構造83的軸向，其第一 位置71可承載光電晶片86，且調整輔助接腳7〇的長度或高 度"T進，達成調整光電晶片所處高度的效果；又輔助接 腳70㈣置72伸出絕緣構造83長度若相對其他接腳 84a、84c成為懸空狀’也就是辅助接腳7〇的第二位置72比電 極接腳84a、84c的自由端更接近盤體81的第二面他，則未 時，伽接腳7G可以不錄電路上而形成 BSP 右f 72伸出絕緣構造83的長度或位置與其他接 n田端部（自由端)相當，則輔助接腳70可作為電極 且用來連接電路。 此外，若要輔接腳接7〇的長度足以連接電路，但又 86形成絕緣或斷路，可以在光電晶片關基座 薄二或輔 =二第「位/71明顯_ 所虚古日Μ體81的表面’因此可達到調整光電晶片8< 、。此外，圖9f所揭露的延伸牆部832結構4 適用於圖％及圖9d所揭示之底座結構。 [ 201108364 施== = 據前述說明，輔助接腳70可視需 的—電極’或與之形成斷路。

屬或絕緣材料金雜造並結合非金 結構外，亦有其=|?24、54和83;然而除⑽ A凸H〇C揭^有一支稽構造咖形成在絕緣構造93上且 ΐt i。。Γΐ裝置93b組設在支撐構造伽上且相對光電 光學裝置93b可以是據光片或監控檢光器 構造咖可以是一對凸出的柱體、環體或是其 支芽光予農置93b或提供光學震置93b安裝位置的構 造0

門la揭露一非金屬盤體100，以及複數電極接腳 a〜04c組設在非金屬盤體1〇〇的軸向。其中各接腳 104a〜l〇4c的一端可凸出於非金屬盤體1〇〇的第一面1〇1且表 面配置有電的良導體1G5。又金屬膜1G7係配置在非金屬盤體 =〇的表面，且光電晶片106組設在金屬膜1〇7上。如此光電 晶片106的^電極可藉導線(未顯示)與接腳1〇如、1〇如電性連 接，或金屬薄膜107電性連接光電晶片1〇6的一電極，再以一 導線(未顯示)連接金屬薄膜107與一接腳l〇4a或104c，藉此 形成電性連接。 此外在圖lla中，若將電極接腳104a、104b或104c上的 電的良導體105與金屬膜1〇7連接在一起，則可以不使用導線 就可以讓電極接腳l〇4a、i〇4b或i〇4c與光電晶片106形成電

性連通。 [S 201108364 圖lib所顯示之結構與圖lla的不同處在於： 上開設有·^孔108;光電晶片106組設在開孔的、 且位在非金屬盤體100的表面。 幻把W内 圖11C所顯示之結構與圖llb之不同處在於 100具有-體的凸部109 ;凸部109高出第一面1〇1且:3 開孔108用以承載光電晶片1〇6。是以凸部1〇 雷 晶片109高度的功能。 光電 值得注意的是，凸部109具有絕緣特性，因此可等同 Ιίϋ的絕緣構造。進一步可推知，在非金屬盤體刚上可 ϊίίίί區域定義成用以承載光電晶片106的絕緣構造，而 且根據本發·前述說明’絕緣構造可崎平、 非金屬盤體100的第一面1(η。 ^ ^ 圖12a揭露非金屬盤體100的周邊可延伸形 的延伸牆部no ;延伸牆部110的一端為具有開放口⑴= 放端，一蓋體112、組設在該延伸牆部11〇的開放端；复次二 3二有4學裝置114’例增形)透鏡、(平面)玻璃， 或僅僅疋一個開孔且無配置任何元件。 =12b顯示一輔助接腳70配置在非金屬盤體刚 向，輔助接腳70的一端凸出非金屬盤體1〇〇的第一面丨 ^光電晶片106 ;蓋體112、组設在延伸牆部11〇的開放 ，助接腳7G凸出第-面1G1的長度或高度可収調整光‘ 片1〇6的高度’藉此使光電晶片106接近蓋體112的光 ^ U4。此外輔助接腳70也作為光電晶片1〇6的一 成斷路狀態。 ❿A疋形 在圖12a與圖12b所揭露的實施例中，非金屬盤體1〇〇 第一面101上可配置一金屬薄膜1〇7。 圖13a揭露非金屬盤體100的延伸牆部11〇上配置一蓋 U2，複數電極接腳1〇4a〜1〇4c嵌入非金屬盤體丨⑻的 光電晶片106或其他的光電/電子元件，配置在其 姑 腳l〇4b上’且該電極接腳1〇4b可以形成斷路，或是作為一 201108364 Ϊ屬ΐΐ施顺圖⑶輯實酬的減處在於：本實施例無 圖13b揭露的組態與圖1Sa所揭露的組態不同處在於：各 電極接腳104a〜l〇4c &入非金屬盤體1〇〇的方向；此外光電晶 片106為PIN二極體並且電性連接一轉阻放大器(tia广豆中 電極接腳104c成懸空狀態，所以電極接腳购將為斷路、。 根據圖13b所顯示的結構形式，底座的製作可以選用圖 13c及圖13d所顯示的形式，其可先製作具有適當之各電極接 ，104a〜购的連續金屬帶或金屬片；進而利用射出成型方 式’於各電極接腳l〇4a〜i〇4c的一端(如圖13c)或靠合處(如圖 13d)成形一非金屬盤體1〇〇。如此可使非金屬盤體1〇〇與 腳104a〜104c的射出成型更加方便。 、 以圖13d為例，形成連續帶狀或片狀的底座結構後，可以 再逐一的針對每一個底座進行配置光電晶片1〇6、匹配元件及 打線(未顯示）；紐再進行肋，藉此形成單—雛狀的光電 元件。 一，統的光電元件的方式是先製作出單—的底座，然後再逐 一，定體，很小的底座及配置光電晶片與打線；其中底座要逐 一定位不容易；而本發明可以使複數底座構成連續帶狀或大面 積的片狀，方便製作設備夾持與定位，所以本發明解 配置光電晶片與打線時所產生的不便性。 、傳、、先 根據圖13b〜13d所揭露内容的教示，關於非金屬盤體1〇〇 與各接腳104a〜104c的組合可推及圖13e、13g、13i〜丨处圖所 顯式的形式及其均等形式其中在非金屬盤體1〇〇上 金屬膜107。 1 又圖13f及圖13h揭露接腳84a〜84c配置在金屬盤體92 與絕緣構造93所組成的混合架構的水平方向。其中絕緣構造 93上具有一金屬薄膜87，與金屬盤體92可電性相連。 在上述實施例中提及絕緣構造24、54、83和93可藉自身 在金屬盤體12、42、81、和92上形成一個獨立的絕緣部件丨s ] 12 201108364 助接腳70形成-個獨立的絕緣部件.[隹 這24、54、83和93的端面可以齊平：出J進-步’絕 屬盤體12、42、81、和92的矣而s企^凸出或凹下於該金 和96可以配置在獨立的絕緣部^上’。、電晶片26、56、86 柱體=¾狀圖1可具有 元件學/光學裝請和別配置光學 124 ;圖He揭露絕緣構造裝置⑵和 件/光學裝置128配置。 八有凹卫127且供光學元 由圖14a〜14e所教示，絕緣構造12〇 柱體⑵、126及凹空127，且盆端 有-或多個 :’更可以在絕緣構造120的柱體 ==== 面丨25配置光學兀件/光學裝置123、124且互 —表 要電特性’利用前述條件的任:結:3 降低回抓相耗(return 10SS)，或是顧及監 (M刪or photo_diode)產生回授控制或監控的需求檢先 例’光學元件/光學震置123可為一面射型雷 極體(非_ ;以圖14b為例，光學元： 干裝置124可為一面射型雷射，而另一光學 與 12H可為一遽光片(版)或為又以圖14〇為例^學 H光學裝置123可為VCSEL，而另—光學元件^學^ H為MPD，至練在光學元件/光學裝置123上方的光= 置為遽光片；再以圖14d為例’光學元件/光學裝置 為VCSEL，而另一光學元件/光學裝置124為^〇。 然而圖14a〜14e中的各光學元件/光學裝置123、124與128 可以局部或全部由光電晶片取代。 其次’本發明所揭露的絕緣構造24、54、83及93，無士S】 13 201108364 ，置或形態為何，其顯示於盤體12、42、81及92上的面積(投 影面積)至少需與光電晶片26、56、86或96在該盤體12、42、 81及92上的投影面積相當。 關於= 緣構造24、54、83及93，位於盤體12、42、81及92 上的$影面積除了上述的要求外，也可以適度的擴大。例如絕 緣構造24、54、83及93位於盤體12、42、81及92的投影面 積可被限制在各電極接腳的内切圓範圍内；或絕緣構造24、 =83及93位於盤體12、42、81及92上的投影面積為盤體 81及92外緣所包含(構成)之面積的。又另一可 實施的條件為該絕緣構造24、54、83及93顯示於該盤體12、 巧81及92上的投影面積為該盤面的投影面積之至％ /的範圍内；此外，以體積而論，該絕緣構造24、54、83及 巧積dll疋介於該光電晶片26、56、86或96體積與該 =體12、42、81及92體積之56%之間；該絕緣構造24、54、 及93的體積也可以縮小，其被限定在該盤體12、幻、 ί HI的//〇〜2〇%之間；再者以光電晶片26、56、86或 ΐ t ^ 24 ^ 54 ^ 83 ^ 93 電日日片26、56、86或96體積的2〜20倍之間。 =’後續圖16a與圖16b所提及之絕緣構造144的 面積落於上述所限制的範圍。 的光i 提番及*的光電晶片可取用先前技術中所揭露 電元然而，以採用以下所揭露之光電此組成先 圖丨元揭路一光電晶片146(可取代前述光電晶片26、56、 6、96或106)的構成係一包含有第二極性的晶層構造1刈 蟲晶而形成在-具有第-極性的基座13 : 與第二極性為相異的極性，例如圖中所示的晶 含有P晶層，也可再包含有I晶層它 ° 座130為N+基座。 B曰H、匕功此之辅助晶層；基 根據上述的構成方式，本發明也可以採用晶層構造⑼ρ ] 201108364 N晶層來搭g己p基座。然而不論採卿—種形式組人 130厚度皆要遠大於晶層構造15〇中的晶層厚度。σ ^ 圖15a係以ρ晶層搭配Ν基座為例。基座 ΐ:1=(Ν+基座);具有獅晶層的晶層構造= 曰日在基座130的第一侧13〇a;其次二個具有相 和132形成在晶層構造150的同側，例如圖 再者高掺雜的可導電基座HQ具有較大的厚度，1 以是50〜l_um之間，通常落* 7G〜·um之間以^ p

ί礎’所以可導電基座13G的厚度可以是傳統N 3 =度的數十倍至數百倍之間，但隨著製程技術的進步，厚度 來有可能再朝向薄型化發展，並能兼顧厚實支撐的需求；= 蝕刻技術形成獨立的電極131來作為打線墊時，即使餘刻^ 導電基座130，仍可以使打線墊保持電極特性，是以本實施例 所揭露的光電晶片146結構保有製程控制上的彈性。此外N 型的可導電基座13G的第二側(底面)13〇b並無相同材質之 緣或不導電基座。 、 a = 2極131矛口 132為具有相同導電金屬的結構，通 吊為蕭特基金屬，特別是由Ti/Pt/Au堆疊的金屬結構，其中 Τι(具有與半導體較佳的黏附力)通常為1〇_1〇〇nm、pt(為二個 barrier金屬，於某些實施例中，可無此層)通常為5〇 2〇〇nm， 而Au(供後續打線或連結之用）通常為1〇〇_2〇〇〇nm，但若結合 電鍍的製程，Au的厚度將可達數um以上。上述的鈦金^ 以由鉻(Cr)取代，使電極131或132的金屬架構成為Cr/Au或 是Cr/Pt/Au架構。 上述的晶層的厚度為：P型晶層通常約1〇〇 nm〜2〇〇〇 nm、I型晶層通常約500 nm〜兄⑻^。 圖15a的光電晶片結構係可特別地搭配圖2、3、4a、4b、 5、6、7a、7b、8a、8b、9c、9d、9e、10a、10b(例如在輔助接 腳為斷路狀態下）、iib、llc、12a、13b、14a〜14e圖所的底座y 15 201108364 因這些底麟制使用—個縣構造 A 且搭配具有相同材質的p電極132和N電極13卜$ Ζί電透過载體而置放於底座上，藉此達到降低 成本與兀件電容，以及增進高頻響應的特性。 - j參閱第15b圖，本實施例與圖15a所顯示之實施 =，在於·-絕緣層133位在可導電基座13〇的一側例如旋 制乳化石夕(Spin on glass，S0G )。此結構形態可適用於圖 的各式底座或是傳統的基座(如la或lc所示），此時可显 質基板(載體205)的使用，但亦可視需要予以保留。 ”

圖15c除了更詳細的顯示pin架構外，更加入一低介電常 數層(Low-K Layer)134位在P電極的下方，且填充於p磊晶層 被蝕刻掉的區域内，或低介電常數層134位於二個電極丨^二 132之間’藉此可以降低元件的的電容值。該低介電常數層 可由一厚膜(Thick Film)取代’其介電常數或厚層的厚度^以 低電容值20%以上為設計標準。 ’、降 圖15a〜15c所揭露的光電晶片146為因應每一個具絕緣構 造的底座而設計，且光電晶片146搭配各底座可構成二種具新 穎及進步性的光電元件。 圖15d與圖15c的差別在於可導電基座130的底面具有一 絕緣層133。另外在圖15c至圖15j的晶層構造中皆有二絕緣 保護層137。 延續圖15c、15d之實施例内容，光電晶片的架構可以是 圖15e〜15j所顯示的架構；其中圖I5e、15f揭露為一種擴散型 (diffUsiontype)PIN架構，可具有低介電常數層134或厚層；圖 15g〜15j揭露一種平台型(mesatype)PIN架構，其配置有低介雷 常數層134或厚層。 '

又圖15h至圖15j，其揭露P晶層與I晶層之間可有一介 面晶層138。該介面晶層138為未攙雜或低攙雜的jjjp或 層。此為高能隙材質，用以降低漏電流，一般厚度介於10 nm LS 201108364 200 nm之間。 上述的低介電常數層134或厚層可以是SOG塗層或是旋 佈介電層(spin on dielectric, SOD)。

圖15k顯示一種可用於檢光二極體(Photo-Diode，PD)的光 電晶片160結構。光電晶片160包含一晶層構造161長晶在一 基座162上《晶層構造161包含晶層，且基座162為半 絕緣基座或是不導電基座，例如磷化銦(ΙηΡ)或砷化鎵(GaAs)。 其次’二個電極163和164(或打線墊)位在晶層構造161的同 側。更進一步而言，二個電極163和164可以不在同一水平高 度’但由俯視方向則可見到二個電極。 该電極(打線塾)163係電性連接層晶，而另一電極(打 線墊)164電性連接p晶層。特別是，電極164的構造為具有側 壁(sidf wall)構造’也就是電極164經由晶層構造161的側邊， 其一端位於基座162之上’另一端以少數部份面積電性連接該 p晶層，如此可以有效降低二個電極(打線墊)163和164之 的電容值。 更進一步’可在電極164與晶層構造161及基座162之間 配置-個絕緣層165。其次，根據前述實施例的教示，該二電 極163和164可以具有相同的金屬架構。 圆10a ·—糊不μ ruN-iiA光電元件架構為例，其中 f H2具有-絕緣構^： 關於絕緣構造的結構 結構）’光電晶片146配置於絕緣構造144，^使^ =座130位在絕緣構造144絲，藉此使得光電晶片146 底座142形成絕緣。此外二電極131 ^ 放大器136電性連接(見圖16b)。 132藉導線135與轉i 根據上述實施_教示，該二電極 =的至少-部份形成電性連接;前面所 過其它主/被動元件，轉阻放大器、腳電線由細 到電極接腳如論直接或_柄屬電極^極 17 201108364 連接之範疇。 日年，基座130的厚度大，所以在姓刻形成電極131 二H電基座13G也不易產生财的情形，因此 u控制為間便’達賴程參數彈性化及高良率的功效。 在絕U，乂6:7 一步地配置一輔助接腳(或為pin接腳)70 ίί?4?ϋί二向;辅助接腳％的第—端71可承載光電 :二 =接腳7〇的第一端71凸出絕緣構造Μ即 T達成《周正光電晶片146高度的目的。 =17顯示囉以隱ΉΑ _為例 施例的不同在於：光電晶片146具有絕緣層133 ;接 腳70與光電晶片146藉該絕緣層133 片146與底座142也形成斷路。 叫此外先電曰曰 的可導電基座13G除了是具有摻雜的n L ;5=疋_ P型基座且結合P型蟲晶層，此時， 圖15a 15c、16a及17的PIN結構將反置。 又根據上開實施例的教示，底座可以是一 數電極接腳，且-絕緣構造的嵌人件嵌人= 的後入件形成獨立絕緣部件。 2體，〃中名緣 =卜底座可以是-金屬盤體’及一絕緣構造 $結合複數電極接腳所構成。其中該絕緣構造形為獨立f邑緣 上述各實施例所揭露的電極接腳數量僅為說 上的接腳數量為2〜6 ,亦可視需求增加。 T s】 201108364 構，的各底座，包含Taean雜或導線架架 ，具有絕緣構造，且可以搭配光電晶片形絲電树， i電晶片可以是傳統架構，即—半絕緣基板上具有w_Ni曰 ^光電晶片亦可以是本案所提出的新晶片發明設計，即^ ^例所揭露的架構，其中光電晶片構造為一可導電基座 土，)上具有Ρ-Ι_Ν|晶層’且基座的第二側(底面)無相同材質 =絕緣或不導電基座，再者以相同的金屬層構造做為光電1 片的P電極與N t極且同位於同-側；此外也可以在可導

側(底面)具S〇G或S〇D。而該晶片可再搭配Low =BCB或SOG)材料的設計可進一步的再降低電容值，提高頻 見0 本發明内容所提及的『斷路』、『絕緣』係指一端以正常的 電堅或電流訊號輸人後’另—端不易取得此峨之輸出。而本 發明所提及的Ρ·Ι·Ν+結構省略在·實施射存在的^緩衝 層、未攙雜或低攙雜的InP或InAlAs層，不論是否且緩衝 層或增^其它使元件雜更佳化縣晶層設計肋屬&發明 均等的範圍。 另外本發明的絕緣構造的第一面可對應金屬盤體的第一 面成為凸出、齊平或凹低狀構造；同理本發明的絕緣構造的第 一面對應金屬盤體的第二面成為凸出、齊平或凹入狀構造也 本專利欲均等之範圍。 此外本發明實施例所提及的絕緣構造之最佳設計係位在 與其搭配之金屬盤體的幾何中心。而金屬薄膜上所開設的開孔 可以位在與其搭配之非金屬盤體的幾何中心，但不以此為限。 其次本發明的光電晶片係以N型可導電基板搭配晶層 構造的P晶層為例；然而亦可等效的置換為p型可導電基板 搭配晶層構造的N晶層的光電晶片，所以p型基板搭配N晶 層的構造亦屬本專利欲均等之範圍。

又本發明可依實際的產品需求，在可導電基座與該底座之 間配置有一異質基板(載體），藉此調整光電晶片的位置。K 19 201108364 以上乃本發明之較佳實施例以及設計圖式’惟較佳實施例 以及設計圖式僅是舉例說明，並非用於限制本發明技藝之權利 範圍’凡以均等之技藝手段、或為下述「申請專利範圍」内容 所涵蓋之權利範圍而實施者，均不脫離本發明之範疇而為申請 人之權利範圍。 ° 【圖式簡單說明】 圖la係習知PIN-TIA結構一的示意圖。 圖lb係習知PIN-TIA結構一的另一示意圖。 圖lc係習知PIN-TIA結構二的示意圖。 圖Id係習知PIN-TIA結構二的另一示意圖。 圖2係本發明第一實施例的平面示意圖。 圖3係本發明第一實施例的剖面示意圖。 m本發明第一實施例的絕緣構造一端凸出且結合蓋體的 多σ構不思圖。 發明第―實施綱絕緣構造1凹下且結合蓋體# 圖5係本發明第二實施例的平面示意圖。 圖6係本發明第二實施例的剖面示意圖。 辑：細醜犧，纹结合蓋翻 發明第二實施例的絕緣構造1凹下縣合蓋體的 月第三實施例具輔助接腳的結構示专圖。 且為斷路狀:態接腳-端凸出i载光電晶片 光侧 =9a係本發明第四實施例的平面 ，9b係本發明第四實 音^ ° 圖处係本㈣动_^^: ίΕ 20 201108364 圖9d係本發明第五實施例的剖面示意圖。 圖％係本發明根據第五實施例於絕緣構造上形成一凸部的剖 面示意圖。 圖9f係本發明根據第五實施例一辅助接腳配置在絕緣構造 向且結合一蓋體的結構示意圖。 圖l〇a係本發明第六實施例結合一蓋體的結構示意圖。 圖10=係本發明依帛六實施例結合蓋體且—辅助接腳組設在 絕緣構造軸向承載光電晶片的結構示意圖。 圖l〇c -係本發明依第六實施例更具有支撐構造結合光學裝 的結構示意圖。 圖11a係本發明第七實施例的結構示意圖。 ，lib係本發明根據第七實施例的結構使光電晶片位在金 薄膜開孔範圍且配置在非金屬盤體表面的結構示意圖。 ^ 11c係本發明根據第七實施例的結構使光電晶片位在非金 屬盤體之凸部端部的結構示意圖。 圖係本發明根據第七實施例的結構使底座具有延伸牆部 且結合一蓋體的結構示意圖。 f 本發明根據第七實施例的結構使底座具有延伸牆部 …σ盍體，以及具有輔助接腳的結構示意圖。 圖13a係本發明第八實施例且結合蓋體的結構示意圖。 圖13b係本發明第九實施例的外觀圖。 圖13c^'本發明之底座與各電極接腳的組合形成連續片 造的示意圖。 ，13d係:^^明之底座與各電極接腳的組合形成連續片狀構 造的另一不意圖。 ，13e係本發明之各電極接腳财平㈣結合底座的組合示 ，13f係本發明之各電極接_水平方向結合底座的組合示素 圖。 〜 圖13g係本發明之各接_水平方向結合底座的組合^ ] 21 201108364 意圖。 ^圖nh係本發明之各電極接腳财平柏結合底觸組合示 .^⑶麻㈣之錢極接腳財平柯結合底刺組合示意 .=3j係本發批各電極接腳財平方向結合底蘭組合示意 L13k係本發明之各電極接腳以水平方向結合底座的組合示 • Ξ系本發明之絕緣構造的可實施結構-。 4b係本發明之絕緣構造的可實施結構二。 圖14C係本發明之絕緣構造的可實施結構三。 圖14d係本發明之絕緣構造的可實施結構四。 圖14e係本發明之絕緣構造的可實施結構五。 圖15a係本發明之光電晶片結構一。 圖15b係本發明之光電晶片結構二。 圖15c係本發明之光電晶片結構三。 圖15d係本發明之光電晶片結構四。 圖15e係本發明之光電晶片結構五。 • 圖15f係本發明之光電晶片結構六。 圖15i係本發明之光電晶片結構七。 圖15j係本發明之光電晶片結構八。 圖15k係本發明之光電晶片結構九。 圖16a係本發明之光電晶片結構一與底座結合的示意圖。 圖16 b係本發明之光電晶片結構一與底座、轉阻放大器結合的 示意圖。 圖17係本發明之光電晶片結構二與底座結合的示意圖。 【主要元件符號說明】 10底座 12金屬盤體 14a〜14c電極接腳 14d接地接腳 16非導電材料 18第一面 22 201108364

71第一位置 72第二位置 81a第二面 82嵌孔 83a第一端 831凸部 832a缺口 833開放口 84a〜84c電極接腳 85電的良導體 ΩΊ Μ 123光學元件/光學裝置 元件/光學裝置125表‘ 24絕緣構造 26光電晶片 28a〜28b導線 32a開孔 42金屬盤體 52嵌孔 54b第二端 57凹空 62a開孔 64光學裝置 128光學元件/光學裴置 130可導電g 19第二面 24a第一端 26a電極 30光電元件 34光學裝置 44a〜44c接腳 54絕緣構造 55凸部 60光電元件 70辅助接腳 81金屬盤體 83絕緣構造 832延伸牆部 834蓋體 86光電晶片 89開孔 93a支撐構造 95蓋體 104a〜l〇4c接腳 107金屬薄膜 110延伸牆部 114光學裝置 122端面 127凹空 130a第一側 132電極 135導線 138介面晶層 146光電晶片 22嵌孔 24b第二端 26b電極 32蓋體 40底座 48第二面 54a第一端 56光電晶片 62蓋體 87金屬薄膜 92金屬盤體 93b光學裝置 96光電晶片 1〇5電的良導體 108開孔 111開放口 120絕緣構造 130b第二側 133絕緣層 136轉阻放大器 142底座 150晶層構造 88凹空 93絕緣構造 94延伸牆部 100非金屬盤體 106光電晶片 109凸部 112蓋體 121柱體 126柱體 131電極 134低介電常數層 137絕緣保護層 144絕緣構造 160光電晶片 23 201108364 161晶層構造 162基座 163電極 164電極 165絕緣層 200光電晶片 201底座 202轉阻放大器 203、204電極 205異質基板/載體 206半絕緣基板

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Claims (1)

1. 201108364 七、申請專利範圍·· 1. 一種光電元件底座結構，係用以承載一光電晶片其包含： 一盤體，其厚度方向的一侧為一第一面，另一 '一： 係具有一第—端及一第二端，其=玆且 用以承載該光電晶片； 複數電極接腳，係組設於該盤體或該絕緣構造。 項i所述之光電元件底座結構，其中該盤體為金屬材 巧作的倾且具有-航；親緣魏為—絕緣材料= 的肷入件，且配置在該嵌孔内；該第1相鄰該盤體的第一 ==電晶片，且該第一端可凸出、凹低或平齊於 3. 如請求f 2所述之光電元件底座結構，其中該纽為一錐形 孔，且該嵌入件的外形輪廓匹配於該嵌孔的形狀使得該嵌 入件與該嵌孔得藉互相匹配的形狀而形成緊密結合。μ人 4. 如請求項1所述之光電元件底座結構，其中該絕緣構造的第 一端一個凸出部；該凸出部凸出該盤體的第一面且用以 承載5亥光電晶片。 5. 求項1所述之光電元件底座結構，其中該絕緣構造的第 一端具有一個凹空部；該凹空部低於該盤體的第一面且 谷置該光電晶片。 6. 如請求項1所述之光電元件底座結構，更包含一延伸牆部， 其延伸自該絕緣構造且凸出該盤體及形成環狀構造，該延 牆=的内部為一空間，端部為具有開放口的開放端。 .如請求項6所述之光電元件底座結構，其中該延伸膽部且 一缺口。 8. 如請求，6所述之光電元件底座結構，更包含一個具有光學 裝置的蓋體，其組設在該延伸牆部的開放端。 予 9. 如請求項1所述之光電元件底座結構，更包含一金屬薄膜， 該金屬薄膜結合該絕緣構造的第一端，且相離各電極接腳。 10. 如請求項1所述之光電元件底座結構，其中該盤體為非金 25 201108364 材料製成，該絕緣構造與該盤體為一體，且位在該盤 一面的局部區域。 J罘 11. 一種光電元件底座結構，其包含： 一盤體，其厚度方向的一側為一第一面，另一側為 :絕緣構造，係結合該㈣，且其具有H及#第―二面端’; 複數電極接腳，係組設於該盤體或該絕緣構造； ， 一輔助接腳’其端部分別定義一第一位置及一第二位 没於，絕緣構造，其中該第一位置凸出於該絕緣構造的第’。

   12. 如請求項11所述之光電元件底座結構，更包含-光電晶片， 其擺置在該辅助接腳的第一位置。 13·如請求項12所述之光電元件底座結構，更包含一絕緣層，盆 配置在該光電晶片與該第一位置之間，該絕緣層為旋制氧^匕 5g)in on glass，SOG )或旋佈介電層（spin 〇n dielectric， 請求項11所狀綠元件顧結構，其情由調整或 該辅助接腳的長度可使得該第二位置比各電極接腳的自 更接近該盤體的第二面。 % 種光電元件底座結構，係用以承載光電晶片，其包含： 一盤體，其具有一盤面； 八 · 一絕緣構造，係結合該盤體且用以承載光電晶片； 複數電極接腳，係結合該盤體或該絕緣構造； 之面積的56% 其中該絕緣構造顯示於該盤體上的投影面積至少為該光 片位於該盤體之盤面的投影面積，且不超過該舰外緣所構^ 16.如請求項15所述之光電元件底座結構，其中該絕緣構造位於 該盤體之盤面上的投影面積位於各電極接腳的内切圓範圍 内。 Π·如請求項15所狀光電元件底麟構，其找絕緣構造局 或全部凸出、凹低或齊平於該盤體之盤面。 σ —種光電元件底座結構，係用以承載光電晶片，其包含：[ 26 201108364 一盤體，其具有一盤面； 一絕緣構造，係結合該盤體且用以承載光電晶片； 複數電極接腳，係結合該盤體或該絕緣構造； 其中該絕緣構造顯示於該盤體上的投影面積介於該光電晶片 * 位於該盤體之盤面的投影面積與各電極接腳的内切圓範圍之 . 間。 19. 一種光電元件底座結構，其包含： 一盤體，其具有一盤面； 一絕緣構造，係結合該盤體； 複數電極接腳’係結合該盤體或該絕緣構造； 其中該絕緣構造顯示於該盤體上的投影面積為該盤面的投影 面積之10%至56%的範圍内。 〜 20. —種光電元件’係光電晶片配置於底座上，其特徵在於： 該光電晶片包含： ' 一可導電基座，係具第一極性，其厚度方向具有第一側 一側’且厚度為70 um〜700um ; 一晶層構造，係位於該可導電基座的第一侧上且具 性，s亥第二極性相異於該第一極性；以及 ° ^電極’其位在同-舰分職性連結該晶層構造和 電基座，又該二電極為具有相同的導電金屬結構； 該底座包含： -盤體’其具有第—面及第二面，該第—面相 —絕緣構造，具有第一端及第二端，且其至少一 盤體的第一面與第二面之間； 、 73於5亥 且與該絕緣 上其Γϊ光電晶片更以該可導電基座靠在該底座的絕麗 極性，係指該光電“的可導電基座為具有高軸、的 複數電極接腳，係組設於該盤體或該 構造形成轉； ^ 緣機構 27 201108364 板’且該晶層構造至少具有p晶層。 22. 如凊求項20所述之光電元件’其中該第一極性相異於該第一 極性，係指該光電晶片的可導電基座為具有高摻雜的^型^ 板’且該晶層構造至少具有N晶層。 土 23. 如請求項20所述之光電元件，更包含一個低介電常數層或厚 層’其配置在該光電晶片内且位在二個電極之間，用以降低 電容值20%。 — 24. 如請求項20所述之光電元件，其中該二電極的金屬架構為鈦 /金(Ti/Au)或鉻/金(Cr/Au)的堆疊構造。 ‘、

   25. 如請求項20之光電元件，其中該二電極的金屬架構為鈦/始/ 金(Ti/Pt/Au)或鉻/翻/金(Cr/Pt/Au)的堆疊構造。 26. 如請求項20所述之光電元件，其中該盤體為金屬材料製作的 盤體且具有一嵌孔；該絕緣構造為一絕緣材料製成^嵌入 件’且配置在該嵌孔内；該第一端相鄰該盤體的第一面用以 承載δ亥光電晶片，且該第一端可凸出、凹低或平齊於該盤體 的第一面。 、 27. =請求項26所述之光電元件，其中該嵌孔為一錐形孔，且該 ，人，的外形輪靡匹配於該嵌孔的形狀，使得該嵌人件與“ 嵌=得藉互相匹配的形狀而形成緊密結合。 28. =請求項2〇所述之光電元件，其中該絕緣構造的第一端具有 二，凸出部；該凸出部凸出該盤體的第—面且用以承載該光 W晶片。 291iH〇.所述之光電元件’其中該絕緣構造的第一端具有 電曰片ι邻，s亥凹空部低於該盤體的第一面且用以容置該光 30 =3叉0所，之光電元件’更包含一輔助接腳，該輔助接 構造，別定義一第一位置及一第二位置且組設於該絕緣 第一面了中該第一位置可凸出、凹低或平齊於該絕緣構造的 π ^L且該第一位置用以承載該光電晶片。 .明，項20所述之光電元件，更包含一延伸牆部，其延伸赢 28 201108364 ϊίϊϊ,且盤體及形成環狀構造，該延伸牆部的内 該光電=。具有開放口關放端，域·口相對 之光電元件，其中該延伸牆部具—缺口。 |晶J組設在該延伸牆部的開放端，且該③= 34.2, 2G所述之光電元件’更包含—金屬薄膜，該 、了 & s亥絕緣構造的第一端，且相離各電極接腳。 ‘

   明項2。所述之光電元件’其中該盤體為非金屬材料製 ί部2緣構造與該盤體為一體’且位在_體的第 36. ίϊί項35述之光電元件底座結構，更包含一延伸腾部，其 ^伸自雜體周败凸出該健及形成環狀構造，該延 4的内。卩為-空間’端部為具有開放口的開放端，且 口相對該光電晶片。 、 37. ^請求項36述之光電元件，m健有光學I置的蓋 體，其組設在該延伸牆部的開放端，且該光學裝置對應該光 電晶片。 8’種光電元件底座結構，係用以承載至少一光電晶片其包 含： 、 一盤體，其具有一盤面； —絕緣構造，係結合該盤體； 複數電極接腳，係結合該盤體或該絕緣構造； 其中該絕緣構造的體積為介於該光電晶片體積與該盤體體積 之56%之間。 39. 如請求項38述之光電元件，其中該絕緣構造的體積介於該盤 體體積的2%〜20%之間。 40. 如請求項38述之光電元件，其中該絕緣構造的體積介於該孝^ 電晶片體積的2〜20倍之間。 [8 29