IR芯片以及光电耦合器的制作方法

本发明涉及芯片，尤其涉及ir芯片以及光电耦合器。

背景技术：

1、红外发射芯片，以下简称ir（infra red）芯片，ir芯片是指用于发射红外信号的电子芯片。现有的ir芯片通常采用砷化镓作为衬底，但由于砷化镓材料自身的问题，强度较小；并且，在实际使用中发现，使用砷化镓作为ir芯片的衬底，芯片在生产过程中受力较大，芯片极易损坏。且由于现有光耦所使用的ir芯片为液相lpe外延设计，其缺点为pn结所处高度较低（一般为100~140um高度），一旦固晶时银胶填充过高或者银胶随着后固化过程发生胶体沿面高度爬升，当银胶高度达到芯片pn结后，会导致芯片pn结短路进而引起光耦性能失效。在ir芯片固晶过程中，顶针顶起芯片和吸嘴抓取芯片动作会损坏晶片强度不够的芯片，从而造成光耦性能失效。

2、对此，本领域技术人员针对ir芯片提出了许多技术方案，例如在ir芯片中引入氮化镓作为加强层，该方案在一定程度上能够提高ir芯片的强度，但实际上引入新的材料后，一方面会导致成本的增加，另一方面，由于界面不兼容等问题，极易影响ir芯片的可靠性。而银胶的粘胶问题也因生产过程的不稳定性而无法得到非常可靠的解决途径。

3、因此，如何以较低的成本提高ir芯片的强度及可靠性是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种ir芯片，解决现有技术中难以以较低的成本提高ir芯片的强度及可靠性的问题。

2、为达此目的，本发明采用以下技术方案：

3、一种ir芯片，包括：

4、si衬底；

5、设置于所述si衬底上的掺杂层；

6、与所述si衬底层相接，背离所述掺杂层，且与所述掺杂层存在电极通道的p电极；

7、背离所述si衬底，与所述掺杂层存在电极通道的的n电极；以及

8、sio2钝化层；

9、其中，所述掺杂层包括依次排布于所述si衬底上的p型掺杂层、pn结、n型掺杂层；所述sio2钝化层包覆于所述pn结的外壁。

10、在一实施例中，所述sio2钝化层还包覆于与所述pn结相邻的p型掺杂层和n型掺杂层的外壁。

11、在一实施例中，所述sio2钝化层还覆盖于所述n型掺杂层的外表面，并避让所述n电极。

12、在一实施例中，所述pn结为mqw层。

13、在一实施例中，所述p型掺杂层为含有gaalas化合物的p型掺杂层、所述n型掺杂层为含有gaalas化合物的n型掺杂层。

14、在一实施例中，还包括设置于所述si衬底与所述掺杂层之间的cb层；所述cb层靠近所述si衬底的一面呈阶梯型凸起。

15、在一实施例中，还包括设置于所述si衬底与所述cb层之间的键合层。

16、本发明还提出一种光电耦合器，包括上述任意一项所述的ir芯片以及pt芯片，所述pt芯片相对所述ir芯片设置，用于接收所述ir芯片的光电信号。

17、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

18、本发明的ir芯片及光电耦合器，通过在掺杂层底部设置si衬底，一方面利用si衬底部分替代原有的ir芯片中使用的掺杂层，以垫高ir芯片的厚度，方便了ir芯片的固胶，且由于掺杂层的材质比较贵重，使得ir芯片的成本较低；另一方面，通过在掺杂层底部设置si衬底，能够提高ir芯片的强度，降低ir芯片封装制程中发生损坏的机率，提高了ir芯片在制程中的可靠性。

19、同时，由于ir芯片在较高的工作电流下运行，容易导致自身温度升高，损坏芯片。si衬底提供了稳定的热管理基底，有助于在ir芯片承受大电流时有效地分散热量，减少局部热点的产生，提高了ir芯片耐大电流能力。

20、还需要强调的是，通过在掺杂层底部设置si衬底，在pn结的外壁设置sio2钝化层，sio2钝化层的设计防止了固晶时银胶填充过高或者银胶随着后固化过程发生胶体沿面高度爬升，当银胶高度达到芯片pn结后，避免了银胶与pn结的直接接触，有效防止了银胶与pn结直接接触发生短路问题。

21、此外，将p电极和n电极设置在相对侧，改善了si衬底的热管理性能，有助于热量均匀的分布在si衬底，减小了热点的影响，从而提高芯片在大电流工作下的可靠性。

22、综上所述，本发明的ir芯片以较低的成本实现了强度及可靠性的提高。

技术特征：

1.一种ir芯片，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的ir芯片，其特征在于，所述sio2钝化层还包覆于与所述pn结相邻的p型掺杂层和n型掺杂层的外壁。

3.根据权利要求2所述的ir芯片，其特征在于，所述sio2钝化层还覆盖于所述n型掺杂层的外表面，并避让所述n电极。

4.根据权利要求2所述的ir芯片，其特征在于，所述pn结为mqw层。

5.根据权利要求2所述的ir芯片，其特征在于，所述p型掺杂层为含有gaalas化合物的p型掺杂层、所述n型掺杂层为含有gaalas化合物的n型掺杂层。

6.根据权利要求1所述的ir芯片，其特征在于，还包括设置于所述si衬底与所述掺杂层之间的cb层；所述cb层靠近所述si衬底的一面呈阶梯型凸起。

7.根据权利要求6所述的ir芯片，其特征在于，还包括设置于所述si衬底与所述cb层之间的键合层。

8.一种光电耦合器，其特征在于，包括权利要求1至7任意一项所述的ir芯片以及pt芯片，所述pt芯片相对所述ir芯片设置，用于接收所述ir芯片的光电信号。

技术总结
本发明公开了IR芯片以及光电耦合器，其中IR芯片，包括：Si衬底；设置于所述Si衬底上的掺杂层；与所述Si衬底层相接，背离所述掺杂层，且与所述掺杂层存在电极通道的P电极；背离所述Si衬底，与所述掺杂层存在电极通道的的N电极；以及SiO<subgt;2</subgt;钝化层；其中，所述掺杂层包括依次排布于所述Si衬底上的P型掺杂层、PN结、N型掺杂层；所述SiO<subgt;2</subgt;钝化层包覆于所述PN结的外壁。本发明技术方案提高了IR芯片的强度，避免了芯片在实际生产和封装过程中损坏，提高了IR芯片的可靠性。

技术研发人员：黄昶源,吴质朴,何畏,林士修,邱晨,胡凯祥
受保护的技术使用者：深圳市奥伦德元器件有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23