半导体元件的制作方法

1.本实用新型涉及一种半导体元件，且特别是有关于一种具有小体积的光电半导体元件。


背景技术：

2.现有的光耦合元件，会采用发光二极管来作为光源。光耦合元件接收光源，并反应于光源进行对应的操作。然而，现行发光二极管为点光源。发光二极管所提供的光会发散。因此，光耦合元件中用以接收光的感光部的感光面积必须要增加，才能得到所需要的光能量。也因此，光耦合元件的体积的缩小会因为感光部的感光面积而受到限制。在一些情况下，光学结构的加入可收敛光的发散。然而，光耦合元件的体积的缩小也会因为光学结构的加入而受到限制。


技术实现要素：

3.本实用新型提供一种可实现小体积化的光电半导体元件。
4.本实用新型的半导体元件包括激光二极管以及感光芯片。激光二极管依据驱动信号来朝向第一方向提供激光信号。感光芯片包括感光部。感光部沿着相对于第一方向的第二方向面向激光二极管，从而直接地接收激光信号。感光芯片依据激光信号进行操作。
5.在本实用新型的一实施例中，感光部的感光面积被设计为大致上等于激光信号的光束截面积。
6.在本实用新型的一实施例中，激光信号是红外线激光信号。
7.在本实用新型的一实施例中，感光芯片所进行的操作是信号供应操作、耦接/解耦操作、译码操作以及编码操作的其中之一。
8.在本实用新型的一实施例中，感光芯片是光敏晶体管。感光芯片经配置以依据激光信号进行切换操作。
9.在本实用新型的一实施例中，感光芯片依据激光信号而提供电信号。
10.在本实用新型的一实施例中，所述电信号是用以控制至少一个继电器单元的控制信号。所述至少一个继电器单元分别依据所述电信号来执行关于继电器的切换操作。
11.基于上述，激光二极管提供激光信号。感光芯片的感光部面向激光二极管以直接地接收激光信号。激光信号的光发散明显小于点光源的光发散。因此，感光部的感光面积不需要因应光发散而被增加。此外，感光部面向激光二极管以直接地接收激光信号。因此，半导体元件并不需要光学结构。如此一来，半导体元件能够实现小体积化。
附图说明
12.请结合附图阅读以下实施方式的说明，以更理解本实用新型的各态样。请注意，各种特征或对象可能未按比例绘制。事实上，为使论述清晰，可任意增大或减小各种特征的尺寸。另外，对图式加以说明以作为本实用新型的实施例的实例且不旨在进行限制。
13.图1是依据本实用新型第一实施例所绘示的半导体元件的配置示意图。
14.图2是依据本实用新型第二实施例所绘示的半导体元件的配置示意图。
15.图3是依据本实用新型第三实施例所绘示的半导体元件的配置示意图。
16.附图标记说明
17.100、200、300：半导体元件
18.110：激光二极管
19.120、220、320：感光芯片
20.121、321：感光部
21.d1、d2：方向
22.ru：继电器单元
23.sd：驱动信号
24.sg：电信号
25.sl：激光信号。
具体实施方式
26.本实用新型的部分实施例接下来将会配合附图来详细描述，以下的描述所引用的元件符号，当不同附图出现相同的元件符号将视为相同或相似的元件。这些实施例只是本实用新型的一部分，并未揭示所有本实用新型的可实施方式。更确切的说，这些实施例只是本实用新型的专利申请范围中的范例。
27.请参考图1，图1是依据本实用新型第一实施例所绘示的半导体元件的配置示意图。在本实施例中，半导体元件100包括激光二极管110以及感光芯片120。激光二极管110依据驱动信号sd来朝向方向d1提供激光信号sl。感光芯片120包括感光部121。感光部121是感光芯片120的激光信号接收端。感光部121沿着方向d2面向激光二极管110。方向d2相对于方向d1。因此，感光部121直接地接收来自于激光二极管110的激光信号sl。在本实施例中，激光信号sl可以是红外线(infrared，ir)激光(laser)信号。红外线激光信号的波长介于800～1100纳米之间。在本实施例中，当感光部121接收到激光信号sl，感光芯片120依据激光信号sl进行操作。举例来说，感光芯片120反应于激光信号sl来进行信号供应操作。另举例来说，感光芯片120反应于激光信号sl来进行耦接/解耦操作。感光芯片120反应于激光信号sl来对激光信号sl进行编码/译码操作。
28.在此值得一提的是，激光二极管110提供激光信号sl。感光芯片120的感光部121面向激光二极管110以直接地接收激光信号sl。激光信号sl是具有高指向性的光束。应能理解的是，激光信号sl的光发散明显小于点光源的光发散。感光部121的感光面积可以被设计为大致上等于激光信号sl的光束截面积，或略大于激光信号sl的光束截面积。换言之，基于上述感光面积的设计，感光部121就可以接收到激光信号sl的完整能量。因此，感光部121的感光面积不需要因应光发散而被增加。此外，感光部121是面向激光二极管110，从而直接地接收激光信号sl。因此，半导体元件100并不需要光学结构。如此一来，半导体元件100能够实现小体积化。
29.在本实施例中，介质(未示出)至少被设置于激光二极管110与感光部121之间。介质可以是允许激光信号sl通过的材质。介质例如是对于激光信号sl具有高穿透率的树脂或
氧化物。因此，激光信号sl沿方向d1被提供至感光部121。
30.请参考图2，图2是依据本实用新型第二实施例所绘示的半导体元件的配置示意图。在本实施例中，半导体元件200包括激光二极管110以及感光芯片220。本实施例的感光芯片220是光敏晶体管(photo transistor或light-emitting transistor)。感光芯片220依据激光信号sl进行切换操作。半导体元件200可以执行例如光耦合器(photocoupler)的操作。举例来说，感光芯片220的第一端用以电性连接第一元件。感光芯片220的第二端用以电性连接第二元件。感光芯片220的控制端为感光部(如图1所示的感光部121)。当感光芯片220的控制端接收到激光信号sl时，感光芯片220会反应于激光信号sl而导通，从而对第一元件与第二元件进行耦接操作。在另一方面，当感光芯片220的控制端没有接收到激光信号sl时，感光芯片220则会断开，从而对第一元件与第二元件进行解耦操作。
31.另举例来说，相反于上述的例子，当感光芯片220的控制端接收到激光信号sl时，感光芯片220会反应于激光信号sl而断开，从而对第一元件与第二元件进行解耦操作。在另一方面，当感光芯片220的控制端没有接收到激光信号sl时，感光芯片220则会导通，从而对第一元件与第二元件进行耦接操作。
32.请参考图3，图3是依据本实用新型第三实施例所绘示的半导体元件的配置示意图。在本实施例中，半导体元件300包括激光二极管110以及感光芯片320。本实施例的感光芯片320是光电二极管。感光芯片320依据激光信号sl而提供电信号sg。电信号sg可以是各种形式的电压信号或电流信号。举例来说，当感光部321接收到激光信号sl时，感光芯片320反应于激光信号sl而提供电信号sg。在本例中，感光芯片320可以执行例如光电二极管(photodiode)的操作。
33.另举例来说，电信号sg是用以控制继电器单元ru的控制信号。继电器单元ru依据电信号sg来执行关于继电器的切换操作。当接收到电信号sg时，继电器单元ru执行关于继电器的切换操作，例如是“a接点”、“b接点”以及“c接点”等切换操作的其中之一。当没有接收到电信号sg时，继电器单元ru则执行例如是“a接点”、“b接点”以及“c接点”等切换操作的其中另一。
34.在一些实施例中，半导体元件300可利用电信号sg来控制多个继电器单元ru。本实用新型并不以继电器单元ru的控制数量为限。
35.在一些实施例中，至少一继电器单元可以被设置于半导体元件300中。在一些实施例中，半导体元件300可以与至少一继电器单元被整合在一装置中。
36.请回到图1的实施例，感光芯片120反应于激光信号sl来对激光信号sl进行一编码/译码操作。感光芯片120可以是编码器以及译码器的其中一者。
37.综上所述，本实用新型半导体元件采用激光二极管来作为光源。激光二极管提供激光信号。感光部面向激光二极管以直接地接收激光信号。激光信号是激光光束。激光信号的光发散明显小于点光源的光发散。因此，感光部的感光面积可以被设计为大致上等于激光信号的光束截面积或略大于激光信号的光束截面积。感光部的感光面积不需要因应光发散而被增加。除此之外，感光部是面向激光二极管以直接地接收激光信号。因此，半导体元件并不需要额外的光学结构。如此一来，半导体元件能够实现小体积化。
38.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当
理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。