可改善ESD的PD/APD芯片的P电极结构的制作方法

可改善esd的pd/apd芯片的p电极结构
技术领域
1.本发明涉及光探测器芯片结构，尤其涉及一种可以改善esd的pd/apd芯片p电极结构。


背景技术：

2.在现有接收芯片中(如pd光探测器和apd雪崩光电二极管)，如图1所示，p电极1’采用闭环的设计思路，整个p闭环电极都在收集电流的同时，还会引导电流往同一个方向流向，最终被pad电极2’处收集并通过外电路输出。也就是说电流在p电极环上只有一路电流方向，电流往一个方向流动时，所收集的电流会越来越大，随之的电流密度也就越来越大，如果不降低电流密度，很容易会造成电极环烧毁。
3.且现有的电极结构设计比较单一，虽可以满足基本的需求，但针对pd/apd接收芯片在大光功率(mw级别)的使用环境下，会产生较大的光电流(ma级别)，因此对电极结构设计显得尤为重要。如果按照常规设计思路，会造成芯片因过大的电流而烧毁。


技术实现要素：

4.本发明主要目的在于改进光探测器芯片p电极的结构，从而尽量消除光探测器芯片p电极处产生的esd静电释放的缺陷。
5.本发明所采用的技术方案是：
6.本发明提供一种可改善esd的光探测器芯片的p电极结构，p电极为环形的开口结构，与开口相对的环形位置处连接pad电极。
7.接上述技术方案，环形部分为月牙形，由两端向中间逐渐变粗。
8.接上述技术方案，p电极与pad电极交界处为环形加宽加厚处。
9.接上述技术方案，p电极包括多个并联的环形开口结构。
10.本发明还提供一种pd光探测器芯片，其p电极为上述技术方案所述的可改善esd的光探测器芯片的p电极结构。
11.本发明还提供一种apd雪崩光电二极管芯片，其p电极为上述技术方案所述的可改善esd的apd雪崩光电二极管芯片的p电极结构。
12.本发明产生的有益效果是：本发明通过p电极结构设计和优化，将p电极设置为环形开口结构，把电流通道一分为二，将p电极环上的电流密度降低二分之一，该举措可以大大降低大电流的冲击，通过有效分流电流的办法可以改善静电释放esd。通过改善pd/apd芯片esd的新型p电极结构设计，当器件内部产生大电流流经表面的时候，会选择较宽的电流通道，不受局部电阻偏大而造成芯片的大电流烧毁，从而可以让芯片可靠的工作。
13.进一步地，p电极的开口环形结构由两端向中间逐渐变粗，通过逐步放宽电极环的宽度来降低电流密度，从而保证电极环上的电流均匀的输出到p-pad电极处。
14.进一步地，将p电极环和p-pad电极连接处的交界处区域加宽加厚，增加接触区域的面积，使得p接触环上面的电流平稳流至p-pad电极处并收集，该电极结构可以降低esd浪
涌电流，可以大大降低失效风险，从而改善芯片的esd。
15.进一步地，p电极包括多个并联的环形开口结构，从而将电流通道分为多路，大大减小每一路的电流，从而改善静电释放esd。
附图说明
16.下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
17.图1是现有技术中pd/apd芯片的p电极与pad电极的连接的示意图；
18.图2是本发明第一实施例的pd/apd芯片的p电极结构示意图；
19.图3是本发明第二实施例的pd/apd芯片的p电极结构示意图；
20.图4是本发明第三实施例的pd/apd芯片的p电极结构示意图；
21.图5是本发明第四实施例的pd/apd芯片的p电极结构示意图；
22.图6是本发明实施例pd芯片的结构示意图。
具体实施方式
23.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
24.如图1所示，本发明第一实施例可改善esd的pd、apd芯片的p电极结构，p电极1为环形的开口结构，与开口相对的环形位置处连接pad电极2。本发明实施例中开口结构宽度：4～20微米；p电极环的环宽5～20微米。通过该开口结构把电流通道一分为二，将p电极环上的电流密度降低二分之一，该结构可以大大降低大电流的冲击，通过有效分流电流的办法可以改善静电释放esd。
25.如图2所示，本发明的第二实施例中，环形部分为月牙形，由两端向中间逐渐变粗。最窄处可设计为1～3微米，最宽处可设计为30～40微米；p电极1的环形中间最粗部分与pad电极2连接。该实施例通过逐步放宽电极环的宽度来降低电流密度，从而保证电极环上的电流均匀的输出到p-pad电极处。
26.进一步地，在p电极1与pad电极2连接处，可以进行加厚设计，增加接触区域的面积，使得p接触环上面的电流平稳流至p-pad电极处并收集，该电极结构可以降低esd浪涌电流，可以大大降低失效风险，从而改善芯片的esd。
27.如图4和图5所示，p电极1还可以包括多个并联的环形开口结构。多个环形p电极可以共用一个pad电极2，也可以分别连接各自的pad电极2。
28.在制作pd/apd光芯片时，都可以将其中的p电极替换为上述实施例的可改善esd的pd/apd光芯片的p电极结构。当器件内部产生大电流流经表面的时候，会选择较宽的电流通道，不受局部电阻偏大而造成芯片的大电流烧毁，从而可以让芯片可靠的工作。如图6所示，为pd光接收芯片示意图，其为用ingaas/inp材料制作的pin结构，主要由重掺杂的p区、本征层i区、重掺杂n区构成。大致原理如下：光纤发出的光入射到芯片的有源区时(i-ingaas区)，当光子能量hv大于材料的禁带宽度时，光子被激发会产生电子和空穴，在电场的进一步作用下，电子会漂移到n区，空穴会漂移到p区，从而产生自由电子空穴对，当在芯片的两侧给予一定的反向偏置电压时，电子和空穴在高电场作用下会迅速分离，并被两侧的电极p
电极和n电极收集，形成光电流并输出至电极处。其中顶部的p电极采用上述实施例的p电极结构。
29.应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。


技术特征：
1.一种可改善esd的光探测器芯片的p电极结构，其特征在于，p电极为环形的开口结构，与开口相对的环形位置处连接pad电极。2.根据权利要求1所述的可改善esd的光探测器芯片的p电极结构，其特征在于，环形部分为月牙形，由两端向中间逐渐变粗。3.根据权利要求1所述的可改善esd的光探测器芯片的p电极结构，其特征在于，p电极与pad电极交界处为环形加宽加厚处。4.根据权利要求1所述的可改善esd的光探测器芯片的p电极结构，其特征在于，p电极包括多个并联的环形开口结构。5.一种pd光探测器芯片，其特征在于，其p电极为权利要求1-4中任一项所述的可改善esd的光探测器芯片的p电极结构。6.一种apd雪崩光电二极管芯片，其特征在于，其p电极为权利要求1-4中任一项所述的可改善esd的光探测器芯片的p电极结构。

技术总结
本发明公开了一种可改善ESD的光探测器芯片P电极结构，其特征在于，P电极为环形的开口结构，与开口相对的环形位置处连接PAD电极。本发明通过P电极结构设计和优化，将P电极设置为环形开口结构，把电流通道一分为二，将P电极环上的电流密度降低二分之一，该举措可以大大降低大电流的冲击，通过有效分流电流的办法可以改善静电释放ESD。改善静电释放ESD。改善静电释放ESD。


技术研发人员：王权兵 徐之韬 赵雪妍 蔡阳光 易美军
受保护的技术使用者：武汉敏芯半导体股份有限公司
技术研发日：2022.09.05
技术公布日：2022/11/25