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1、第24卷第5期光学学报Vol.24,No.52004年5月ACTAOPTICASINICAMay,2004文章编号:025322239(2004)052659243高速光探测器封装的优化设计张胜利刘宇孙建伟祝宁华(中国科学院半导体研究所集成光电子学国家重点实验室,北京100083)摘要:提出了一种高速光探测器封装优化设计的新方法。首先用矢量网络分析仪对封装寄生参量和探测器芯片进行准确测量,研究了探测芯片的本征参量与封装寄生参量之间的谐振现象,然后合理利用这种谐振效应对芯片的频率响应特性进行有效补偿。理论分析和实验结果都证明
2、优化封装后器件的频率响应带宽超过了芯片的响应带宽。该方法不需要另加其它元件,而仅仅利用光电器件封装过程中必不可少的金丝所带来的寄生电感,就达到了改善器件频率响应特性的目的。关键词:高速光探测器;封装设计;寄生参量;频率响应中图分类号:O434112文献标识码:AOptimizedPackofHigh2SpeedPhotodiodeZhangShengliLiuYuSunJianweiZhuNinghua(StateKeyLaboratoryonIntegratedOptoelectronics,InstituteofSem
3、iconductors,TheChineseAcademyofSciences,Beijing100083)(Received28May2003;revised10July2003)Abstract:Anoveloptimizationforpackaginghigh2speedphotodiodesispresented.Allthepackagingparasiticsandtheintrinsiccharacteristicparametersofthephotodiodechipareaccuratelymeasu
4、redwithmicrowavenetworkanalyzer.Theresonanceamongthemisinvestigated.Theresonanceisutilizedtosignificantlyimprovethefrequencyresponseofthedevices.Boththeoreticalandexperimentalresultsshowthatthepackagedphotodiodescanhavea3dBbandwidthwhichisbroaderthanthatofthephoto
5、diodechip.Thismethod,whichutilizestheparasiticinductanceofnecessarybondingwires,canbeusedtoimprovethefrequencyresponseofoptoelectronicsdeviceswithoutanyadditionalcomponent,onlybyusingparasiticinductanceinducedbygoldwirewhichisessentialinpackingprocessofoptoelectro
6、nicdevices.Keywords:high2speedphotodiodes;optimizedpackaging;parasitics;frequencyresponse1引言此,在高速光电器件封装过程中,人们往往采用尽量短的金丝或倒装焊技术以消除金丝电感的影响。光光接收器件是光纤通信系统中的关键器件,高探测器的响应速度主要受芯片内部载流子输运、芯片速光纤通信技术的飞速发展,要求相应的光探测器电容和封装寄生参量的影响,为了提高探测器的响应具有更快的响应速度。人们在研发高速光探测器芯速度,人们在芯片设计和器件封装中往
7、往尽量减小芯片同时,也在不断努力改进芯片的高频封装技术。[1～3]片电容和封装的寄生参量。对于高速的光探测随着器件速率的不断提高,封装寄生参量对器件器来说,这种改善是有限的,因为探测器芯片的电容、的性能影响越来越明显。例如,封装中用于芯片连接封装寄生参量都不可能无限小。近来有人提出在探的金丝的寄生电感就会有可能降低器件的响应,因测器的封装中串联一个小电感进行调谐,可能有助于降低探测器芯片电容和封装寄生参量对探测器高频3“863”(2001AA312030,2001AA312290)、“973”[4,5]特性的影响,改善器件
8、的频率响应特性。但是,由(G2000036601)、国家杰出青年基金(69825109)资助课题。于探测器的频率响应特性受芯片本身的频率响应特E2mail:zhangsl@red.semi.ac.cn性、芯片的电容、封装用的热沉等因素的影响,因而电收稿日期:2003205228;收到修改稿日期:2003
