CN101276028A - 光学半导体模块和受光组件 - Google Patents
光学半导体模块和受光组件 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101276028A CN101276028A CNA2008100883644A CN200810088364A CN101276028A CN 101276028 A CN101276028 A CN 101276028A CN A2008100883644 A CNA2008100883644 A CN A2008100883644A CN 200810088364 A CN200810088364 A CN 200810088364A CN 101276028 A CN101276028 A CN 101276028A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- light
- receiving module
- optical semiconductor
- conductivity type
- semiconductor layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 98
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 58
- 238000004020 luminiscence type Methods 0.000 claims description 64
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 18
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 12
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 12
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 5
- 229910010282 TiON Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims 2
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 claims 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 18
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 16
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 8
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 7
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- GPXJNWSHGFTCBW-UHFFFAOYSA-N Indium phosphide Chemical compound [In]#P GPXJNWSHGFTCBW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 5
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 5
- 229910000530 Gallium indium arsenide Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 4
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Substances [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 229910000927 Ge alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BYDQGSVXQDOSJJ-UHFFFAOYSA-N [Ge].[Au] Chemical compound [Ge].[Au] BYDQGSVXQDOSJJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HEGVYZJCELUPOJ-UHFFFAOYSA-N [N].[O].[Ti] Chemical compound [N].[O].[Ti] HEGVYZJCELUPOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000012806 monitoring device Methods 0.000 description 1
- 125000002524 organometallic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 1
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
- H01L25/16—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof the devices being of types provided for in two or more different main groups of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. forming hybrid circuits
- H01L25/167—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof the devices being of types provided for in two or more different main groups of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. forming hybrid circuits comprising optoelectronic devices, e.g. LED, photodiodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/02—Details
- H01L31/0216—Coatings
- H01L31/02161—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/08—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors
- H01L31/10—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors characterised by potential barriers, e.g. phototransistors
- H01L31/101—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation
- H01L31/102—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by only one potential barrier
- H01L31/105—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by only one potential barrier the potential barrier being of the PIN type
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
- H01S5/022—Mountings; Housings
- H01S5/0225—Out-coupling of light
- H01S5/02251—Out-coupling of light using optical fibres
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
- H01S5/026—Monolithically integrated components, e.g. waveguides, monitoring photo-detectors, drivers
- H01S5/0262—Photo-diodes, e.g. transceiver devices, bidirectional devices
- H01S5/0264—Photo-diodes, e.g. transceiver devices, bidirectional devices for monitoring the laser-output
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
- G02B6/4256—Details of housings
- G02B6/4257—Details of housings having a supporting carrier or a mounting substrate or a mounting plate
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
- H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
- H01S5/022—Mountings; Housings
- H01S5/023—Mount members, e.g. sub-mount members
- H01S5/02325—Mechanically integrated components on mount members or optical micro-benches
- H01S5/02326—Arrangements for relative positioning of laser diodes and optical components, e.g. grooves in the mount to fix optical fibres or lenses
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
本发明涉及光学半导体模块和受光组件。该光学半导体模块包括:发光组件;受光组件,该受光组件在其上表面和侧表面上具有受光面,在所述受光面上形成有防反射膜;以及安装单元,在该安装单元上按如下位置关系安装所述发光组件和所述受光组件,即,使从所述发光组件发射的光至少光耦合在所述受光组件的所述侧表面的所述受光面上。
Description
技术领域
本发明总体上涉及光学半导体模块和受光组件。更具体地说,本发明涉及包括发光组件和受光组件的光学半导体模块,并且涉及所述受光组件。
背景技术
其上安装有诸如半导体激光器的发光组件的光学半导体模块通常被用于光学通信等。例如,在要用于光学通信的光学半导体模块中,希望从发光组件发射出的光具有恒定强度。因此,这种光学半导体模块包括发光组件和受光组件,并且该受光组件接收从该发光组件发射的光的一部分。将受光组件的输出反馈至该发光组件,以维持该发光组件的恒定光发射。
图1是上述常规光学半导体模块的示意图。作为激光二极管(LD)芯片的发光组件62经由专用安装载体53安装在模块外壳50上。作为平坦型光电二极管(PD)芯片的受光组件80经由安装载体51安装在外壳50上。光纤56和聚光透镜54经由固定单元(未示出)固定到外壳50上。发光组件62具有发光的激活层66。受光组件80具有光吸收层84和光传送层85,而在光传送层85中形成有作为受光区的杂质扩散区86。
从发光组件62的正侧表面67发射出的正向发射光70通过聚光透镜54进入光纤56。同时,从背侧表面68发射出反向发射光72,并且反向发射光72进入受光组件80的杂质扩散区86。反向发射光72是用于监测正向发射光70的发光强度的光。因此,反向发射光72的强度可以比正向发射光70的强度低很多。受光组件80(LD监测器)根据反向发射光72的光强度输出电信号。基于该电信号,控制单元(未示出)控制发光组件62的发光强度。按这种方式,可以将正向发射光70的发光强度维持在恒定水平。
日本特开平No.5-175614和10-321900公开了光学半导体模块。在每一种光学半导体模块中,发光组件的安装面与受光组件的安装面平行,并且从发光组件发射的光被反射接着进入受光组件。日本特开昭No.59-96789公开了一种光学半导体模块,其中,发光组件的安装面与受光组件的安装面平行,并且受光组件直接安装在安装面上,这与图1所示的常规结构不同。
诸如LD的发光组件从相对于安装面(要安装在安装单元等上的面)是侧表面的面发射光。同时,诸如PD的受光组件通过相对于安装面是上表面的面接收光。因此,在图1所示常规结构中,在受光组件80的上表面上的杂质扩散区中接收从发光组件62的背侧表面68发射出的光。为了实现这种结构,受光组件80的安装面应当被加工成与发光组件62的安装面垂直。因此,如图1所示,发光组件62的安装载体53需要与受光组件80的安装载体51分开制备。结果,装配过程数、需求组件数以及产品成本由此增加。
在日本特开平No.5-175614和10-321900中公开的每一种结构中,发光组件和受光组件可以安装在同一安装载体上。然而,需要制备反射从发光组件发射的光的组件。结果,产品成本变高。根据日本特开昭No.59-96789中公开的技术,不需要制备这种组件,并且产品成本的增加不如图1所示常规结构的情况下的增加那么大。然而,因为平坦型受光组件与发光组件平行安装,所以感光灵敏度变得低于图1所示常规结构的情况下的感光灵敏度。而且,因为来自发光组件的额外光通过受光面外侧的光吸收层进入,所以存在大部分入射光不能转换成电信号的问题。
发明内容
因此,本发明的一个目的是,提供一种消除了上述缺点的光学半导体模块和受光组件。
本发明的更具体的目的是,提供一种可以降低生产成本并且可以获得和常规结构的感光灵敏度一样高的感光灵敏度的光学半导体模块和受光组件。
根据本发明的一个方面,提供了一种光学半导体模块,该光学半导体模块包括:发光组件;受光组件,该受光组件在其上表面和侧表面上具有受光面,在所述受光面上形成有防反射膜;以及安装单元,所述发光组件和所述受光组件按如下位置关系安装在所述安装单元上,即,从所述发光组件发射的光至少光耦合在所述受光组件的所述侧表面的所述受光面上。所述发光组件和所述受光组件可以安装在同一安装单元上。因此,可以缩减加工过程数、需求组件数以及生产成本,同时实现更高感光灵敏度。
根据本发明的另一方面,提供了一种受光组件,该受光组件监测从发光组件发射的光,所述受光组件包括:受光面,该受光面形成在所述受光组件的上表面和侧表面上,并且其上形成有防反射膜。所述发光组件和所述受光组件可以安装在同一安装单元上。因此,可以缩减加工过程数和需求组件数,并且可以降低生产成本。而且,可以维持和常规结构的感光灵敏度一样高的感光灵敏度。
附图说明
结合附图阅读下面的详细说明,本发明的其它目的、特征以及优点将变得更清楚,其中:
图1是常规光学半导体模块的示意图;
图2是受光组件的截面图;
图3是根据本发明第一实施方式的光学半导体模块的示意图;
图4是根据第一实施方式的受光组件的截面图;
图5A到5C是示出根据第一实施方式的用于加工受光组件的过程的截面图;
图6A到6C是示出根据第一实施方式的用于加工受光组件的过程的截面图(续图);
图7A和7B是根据本发明第二实施方式的光学半导体模块的示意图;
图8是根据本发明第三实施方式的光学半导体模块的示意图;
图9是根据第三实施方式的受光组件的截面图;
图10是根据本发明第四实施方式的光学半导体模块的示意图;
图11是根据第四实施方式的受光组件的截面图;
图12是根据本发明第五实施方式的受光组件的截面图;
图13是根据第五实施方式的修改例的受光组件的截面图;
图14是根据本发明第六实施方式的受光组件的截面图;
图15是作为比较示例的受光组件的示意立体图;
图16是根据本发明第七实施方式的受光组件的示意立体图;以及
图17是根据本发明第八实施方式的受光组件的示意立体图。
具体实施方式
在诸如图1所示结构的常规结构中,受光组件80通常为平坦型受光组件。在平坦型受光组件中,例如,通过离子注入技术和扩散技术在光传送层85中形成了p型杂质扩散区86。因此,更容易加工平坦型受光组件,并且这种受光组件通常用于光学通信和LD监测。同时,本发明人发现,如果将本发明的台型受光组件用作受光组件80,则可以提供具有更少装配过程数、更低生产成本以及优异感光灵敏度的光学半导体模块。下面,对这种受光组件的原理进行说明。
图2是台型受光组件的截面图。由n型InGaAs(砷化镓铟)制成并且具有第一导电型的半导体层12、由i-InGaAs制成的光吸收层14以及由p型InGaAs制成并且具有第二导电型(和第一导电型相对的导电型)的半导体层16,层叠在InP(磷化铟)半绝缘基板10上。层叠层的外周部分被去除得和第一导电型的半导体层12一样深,以形成台状。由AuGe(金锗合金)制成的第一电极22连接至第一导电型的半导体层12。由AuZn(金锌合金)制成的第二电极24连接至第二导电型的半导体层16。由SiN(氮化硅)制成的保护膜17形成在上表面34上的受光区21外侧,以与例如侧表面32接触。由SiN制成的防反射膜18形成在受光区21和保护膜17上。第一电极22和第二电极24经由由Ti(钛)/Pt(铂)/Au(金)制成的互连部26连接至由Au制成的焊盘28(未示出连接至第二电极24的互连部和焊盘)。由Ti/Pt/Au制成的金属膜30形成在基板10的下面之下。
图2所示台型受光组件将电压施加在第一导电型的半导体层12与第二导电型的半导体层16之间。入射在受光区21上的光被光吸收层14吸收,并且电流在第一导电型的半导体层12与第二导电型的半导体层16之间流动。这种电流输出为电信号。
在该台型受光组件中,第一导电型的半导体层12和第二导电型的半导体层16还存在于光吸收层14位于侧表面32邻域中的部分的上表面和下方,如图2所示。利用这种结构,可以将通过侧表面32入射在光吸收层14上的光转换成电信号。在平坦型受光组件的情况下,如图1所示,等同于第二导电型的半导体层16的杂质扩散区86仅存在于发光层85的一部分上。利用这种结构,即使光通过侧表面进入受光组件,因为杂质扩散区86不存于光吸收层84位于该侧表面的邻域中的部分上,所以通过该侧表面入射在光吸收层14上的光中的大部分也不能被转换成电信号。
在该台型受光组件中,需要降低暗电流,使得可在受光模块中使用该受光组件。因此,在台部的侧表面32上形成了用于降低泄漏电流的保护膜17(钝化膜)。利用这种结构,受光区21形成在台部的上表面34上,并且即使将受光组件和LD芯片安装在同一平面中,也不能获得用于监测LD的充分感光灵敏度。因为上述事实,所以通常不使用台型受光组件作为LD监测器。为了解决这种问题,本发明人基于下面的发现开发出了本发明的受光组件。在将受光组件作为光学监测器的情况下,并不像在受光组件用于接收的情况下一样希望降低暗电流。因此,不采用保护膜17,而防反射膜18可以单独完成作为监测组件的受光组件。
本发明的原理在于,从发光组件的侧表面发射的光被能够接收入射在台部的侧表面上的光的受光组件接收。利用这种结构,发光组件的安装面和受光组件的安装面可以彼此平行设置。因此,可以使加工过程数和需求组件数比常规情况下少,并且可以降低生产成本,同时维持充分的感光灵敏度。下面,对本发明的实施方式进行说明。
[第一实施方式]
图3是根据本发明第一实施方式的光学半导体模块的示意图。发光组件62例如是Fabry-Perot LD或分布式反馈LD。受光组件60是下面将要详细说明的台型受光组件,并且具有形成在基板10上的台部。与图1所示结构不同,这种光学半导体模块具有安装在安装载体52上的发光组件62和受光组件60。受光组件60的侧表面32接收从发光组件62的背侧表面68发射的后向光。这种结构的其它方面和图1所示结构中的相同,因此,这里省略了对它们的说明。
图4是第一实施方式中采用的受光组件60的截面图。与图2所示受光组件不同,受光组件60没有保护膜,而是具有直接形成在台部20的侧表面32和上表面34上的防反射膜18。这种结构的其它方面和图2所示结构中的相同,因此,这里省略了对它们的说明。
图5A到6C是示出用于加工受光组件60的过程的截面图。如图5A所示,通过MOCVD(金属有机化学汽相淀积法)在InP基板10上生长第一导电型的半导体层12、光吸收层14以及第二导电型的半导体层16。如图5B所示,在第二导电型的半导体层16、光吸收层14以及第一导电型的半导体层12的预定部分上执行刻蚀,以形成台部20。如图5C所示,通过CVD形成具有100nm到300nm的膜厚度并且由SiN制成的防反射膜18。
如图6A所示,通过汽相淀积技术形成要连接至第一导电型的半导体层12的第一电极22和要连接至第二导电型的半导体层16的第二电极24。如图6B所示,通过汽相淀积技术形成要连接至第一电极22和第二电极24的互连部26。还通过镀敷技术形成要连接至互连部26的焊盘28。如图6C所示,从下面抛光基板10,从而将基板10减薄。接着,通过汽相淀积技术在底面下方形成金属膜30。按这种方式,完成受光组件60。
这里,对图2所示的受光组件与图4所示的受光组件之间的差别进行说明。在图2所示的受光组件中,保护膜17不存在于形成上表面34的第二导电型的半导体层16上,而是防反射膜18形成在形成上表面34的第二导电型的半导体层16上。这种防反射膜18防止反射预定波长的光。然而,保护膜17和防反射膜18都存在于侧表面32上。结果,反射了入射在侧表面32上的预定波长的光。另一方面,在图4所示的受光组件60中,没有形成保护膜17(钝化膜),由此,可以防止入射在侧表面32上的预定波长的光的反射。在图2中,设置保护膜17,以降低因侧表面32的邻域中的泄漏电流而要生成的暗电流。用于监测LD的受光组件60对于暗电流不严格。因此,可以将如图4所示的不具有保护膜17的受光组件60用作用于监测LD的受光组件。
在第一实施方式中,光学半导体模块具有经由安装载体52(安装单元)安装在外壳50上并从侧表面68发射光的发光组件62,和经由安装载体52安装在外壳50上并通过侧表面32接收从发光组件62发射的光的受光组件60。更具体地说,受光组件60具有形成在上表面34和侧表面32上的防反射膜18。因此,受光组件60具有在上表面34和侧表面32上形成有防反射膜18的受光面。在作为安装单元的安装载体52上按如下位置关系安装有发光组件62和受光组件60,即,该位置关系被保持为从发光组件62发射的光至少光学集成或连接在受光组件60的侧表面32上的受光面上。利用这种结构,可以将发光组件62和受光组件60安装在同一安装载体52上。因此,可以将发光组件62和受光组件60安装在安装载体52的同一平面上。由此,可以缩减加工过程数和需求组件数,可以降低生产成本,并且可以获得更高感光灵敏度。
而且,如图4所示,优选的是,受光组件60的第一导电型的半导体层12和第二导电型的半导体层16接触侧表面32。换句话说,优选的是,至少第二导电型的半导体层16延伸到侧表面32上。利用这种结构,可以将通过侧表面32入射在光吸收层14上的光转换成电信号。因此,台型受光组件是优选的。
[第二实施方式]
图7A是根据本发明第二实施方式的光学半导体模块的示意图。与图3所示第一实施方式的光学半导体模块不同,例如,这个光学半导体模块具有处于比发光组件62的激活层66低的水平位置处的受光组件60的上表面34。这种结构的其它方面和图3所示结构中的相同,因此,这里省略了对它们的说明。
因为受光组件60的上表面34位于比发光组件62的激活层66低的水平位置处,所以受光组件60的侧表面32可以接收从发光组件62的背侧表面68发射的后向光72a,并且受光组件60的上表面34可以接收后向发射光72b,如图7B所示。利用这种结构,可以增加受光组件60针对后向发射光72的感光灵敏度。
和第二实施方式中一样,优选的是,受光组件60的上表面34位于比发光组件62的激活层66低的水平位置处。然而,激活层66仅比发光组件62的上表面69低大约1μm。另一方面,发光组件62和受光组件60中的每一个的厚度都大约为100μm。因此,发光组件62的激活层66与受光组件60的上表面34之间的高度差h1大致等于发光组件62的上表面69与受光组件60的上表面34之间的高度差h2。因此,实践中,受光组件60的上表面34至少低于发光组件62的上表面69。
发光组件62的厚度通常为100μm到150μm。因此,受光组件60的厚度应当优选为100μm或以下。
[第三实施方式]
图8是根据本发明第三实施方式的光学半导体模块的示意图。与图3所示第一实施方式的光学半导体模块不同,例如,这个光学半导体模块具有形成在与侧表面32相对的一侧的侧表面33上的高反射膜36(HR),从面对受光组件60的发光组件62发射的光72通过侧表面32进入受光组件60。图9是图8所示受光组件60的截面图。与图4所示受光组件不同,这个受光组件60具有形成在受光组件60的与侧表面32相对的一侧上的侧表面33上的高反射膜36。高反射膜36可以是从侧表面起按顺序用具有200nm到300nm的膜厚度的SiO2(二氧化硅)膜/具有100nm到200nm的膜厚度的TiO2(氧化钛)膜形成的膜,或者用具有50nm到200nm的膜厚度的TiON(钛氮氧化物)、具有50nm到200nm的膜厚度的Si膜、具有100nm到200nm的膜厚度的Au膜、具有100nm到200nm的膜厚度的Ag膜、具有100nm到200nm的膜厚度的AuGe膜等形成的膜。这种高反射膜36可以例如通过溅射技术或真空汽相淀积技术来形成。这种结构的其它方面和图3和4所示第一实施方式的结构中的相同,因此,这里省略了对它们的说明。
根据第三实施方式,如图8所示,行进通过台部20的光72c被高反射膜36反射。光72c是入射在受光组件60的台部20上的光的一部分。当再次行进通过光吸收层14时,反射光72d被光吸收层14吸收。由此,可以增加受光组件60针对发射光72的感光灵敏度。
[第四实施方式]
图10是根据本发明第四实施方式的光学半导体模块的示意图。图11是根据第四实施方式的受光组件的截面图。与图7A和图8分别所示的第二和第三实施方式的结构不同,这个光学半导体模块具有以倒台状形成的受光组件60的侧表面32a。这种结构的其它方面和图7A和8所示结构中的相同,因此,这里省略了对它们的说明。该倒台部可以结合晶面取向的优点而通过湿法刻蚀形成。
根据第四实施方式,受光组件60的上表面34位于比发光组件62的上表面69低的水平位置处。因此,沿斜向下方向行进的光72a通过侧表面32a进入受光组件60。因为侧表面32a为倒台状,所以入射在光吸收层14上的折射光72e大致沿水平方向行进。因此,光72e花费较长时间经过光吸收层14,并且光吸收层14容易吸收光72e。由此,可以进一步增加受光组件60针对任务(mission)光72a的感光灵敏度。这里,优选的是,基于受光组件60与发光组件62之间的距离、高度h1、光吸收层14的折射率等来确定倒台部的角度。
[第五实施方式]
图12是根据本发明第五实施方式的光学半导体模块的受光组件60的截面图。与图4所示第一实施方式的防反射膜不同,防反射膜18形成有两层:保护膜18a,其是具有50nm到200nm的膜厚度的SiO2膜;和调节膜18b,其是具有50nm到200nm的膜厚度的SiN膜。保护膜18a是保护侧表面32和33并且防止第一导电型的半导体层12和第二导电型的半导体层16之间的泄漏电流的膜。调节膜18b是调节入射光的波长以使防反射膜18具有防止反射的功能的膜。利用这种结构,保护膜18a可以防止上述泄漏电流,如同图2所示的受光组件的保护膜17一样。而且,保护膜18a和调节膜18b彼此协作,以防止预定波长的光的反射。图13例示了第五实施方式的修改例。与图12所示第五实施方式的保护膜18a不同,保护膜18c由i-InP制成。如上所述,防反射膜18应当优选地与光吸收层14的位于侧表面32和33上的部分接触。防反射膜18可以如第一实施方式中一样是单层膜,也可以如第五实施方式中一样是用两层或更多层形成的多层膜。而且,防反射膜18中的保护膜18a(18c)可以如第五实施方式中一样是绝缘膜,也可以如第五实施方式的修改例中一样是半导体膜。
[第六实施方式]
图14是根据本发明第六实施方式的光学半导体模块的受光组件60的截面图。这个实施方式与图4所示第一实施方式的不同之处在于,第一导电型的半导体层12a由n型InP制成,而第二导电型的半导体层16a由p型InP制成。和在第六实施方式中一样,可以任意选择受光组件60和发光组件62的材料。
[第七实施方式]
图15是作为比较示例的受光组件的示意立体图。在基板10上设置有台部20。在台部20的上表面34上设置有第二电极24。环绕台部20在第一导电型的半导体层(未示出)上设置有第一电极22。第一焊盘28和第二焊盘29设置在基板10上,并且分别经由互连部26和27连接至第一电极22和第二电极24。其它互连部(未示出)连接至第一焊盘28和第二焊盘29,并且例如可以将电信号从受光组件通过互连部读取到控制单元(未示出)中。在这个比较示例中,从发光组件62发射的光72沿第一焊盘28的方向行进。结果,发射光72的一部分被连接至第一焊盘28的互连部所分散。
图16是根据本发明第七实施方式的受光组件的示意立体图。在受光组件的台部20的上表面上设置有第二电极24。环绕台部20设置有第一电极22。互连部26和27连接至第一电极22和第二电极24,并且延伸至受光面的外侧。第一焊盘28和第二焊盘29(电极焊盘)连接至互连部26和27。这个实施方式与图15所示的比较示例的不同之处在于,第一焊盘28和第二焊盘29设置在受光组件的台部20的与发光组件62相对的一侧上。与比较示例不同,这个实施方式没有使发射光72被互连部所分散,从而可以进一步增加受光组件60针对发射光72的感光灵敏度。
而且,第一焊盘28设置在第二焊盘29的两侧。由于互连部26应当连接至第一焊盘28中的任一个,所以不管光学半导体模块的外壳侧的焊盘的位置如何,都可以防止彼此连接至第一焊盘28的每一个互连部和连接至第二焊盘29的互连部相交叉。
[第八实施方式]
图17是根据本发明第八实施方式的受光组件的示意立体图。图17所示的这个受光组件与图16所示的受光组件的不同之处在于,台部20b具有四棱柱形状。因此,侧表面32b为平坦表面。利用这种结构,发射光72通过侧表面32b进入。由此,可以使受光组件60针对发射光72的感光灵敏度更高。在台部20b的多个侧表面中,使发射光72进入的侧表面应当为平坦表面,而其它侧表面中的每一个都可以具有弯曲表面。
在第一到第八实施方式中,发光组件62和受光组件60可以直接安装在外壳50上。换句话说,外壳50还可以用作要直接安装发光组件62和受光组件60的安装单元。而且,在上述实施方式中,第一导电型的半导体层12为n型,而第二导电型的半导体层16为p型。然而,第一导电型的半导体层12和第二导电型的半导体层16应当仅为相反导电型。因此,第一导电型的半导体层12可以为p型,而第二导电型的半导体层16可以为n型。
在第一到第八实施方式中,作为受光组件描述了台型光电二极管。然而,本发明还可以应用于其它类型的受光组件,如p-i-n光电二极管和雪崩型光电二极管(APD)。
尽管已经示出并描述了本发明的几个优选实施方式,但本领域技术人员应当清楚,在不脱离本发明的原理和精神的情况下,可以对这些实施方式进行改变,本发明的范围在权利要求及其等同物中进行了限定。
本申请基于2007年3月29日提交的日本专利申请No.2007-086131,其全部公开内容并入于此。
Claims (16)
1、一种光学半导体模块,该光学半导体模块包括:
发光组件;
受光组件,该受光组件在其上表面和侧表面上具有受光面,在所述受光面上形成有防反射膜;以及
安装单元,在该安装单元上按如下位置关系安装所述发光组件和所述受光组件,即,使从所述发光组件发射的光至少光耦合在所述受光组件的所述侧表面的所述受光面上。
2、根据权利要求1所述的光学半导体模块,其中,所述发光组件和所述受光组件安装在所述安装单元的同一平面上。
3、根据权利要求1所述的光学半导体模块,其中,所述受光组件的所述上表面处于比所述发光组件的上表面低的水平位置处。
4、根据权利要求1所述的光学半导体模块,该光学半导体模块还包括:
反射膜,该反射膜被设置在所述受光组件的与面对所述发光组件的侧表面相对的一侧上的另一侧表面上。
5、根据权利要求3所述的光学半导体模块,其中,所述受光组件具有倒台状的侧表面。
6、根据权利要求1所述的光学半导体模块,其中,所述受光组件的所述侧表面具有平坦表面。
7、根据权利要求1所述的光学半导体模块,其中:
所述受光组件具有光吸收层、第一导电型的半导体层,以及第二导电型的半导体层,所述光吸收层插在所述第一导电型的所述半导体层与所述第二导电型的所述半导体层之间;并且
所述光学半导体模块还包括第一焊盘和第二焊盘,所述第一焊盘和所述第二焊盘设置在所述受光组件的相对于所述受光组件的所述受光面的相对侧,并且分别连接至所述第一导电型的所述半导体层和所述第二导电型的所述半导体层。
8、根据权利要求7所述的光学半导体模块,其中,所述第一焊盘和所述第二焊盘中的至少一个设置在所述第一焊盘和所述第二焊盘中的另一个的任一侧。
9、根据权利要求1所述的光学半导体模块,其中,所述防反射膜是多层膜。
10、根据权利要求1所述的光学半导体模块,其中:
所述受光组件具有光吸收层、第一导电型的半导体层,以及第二导电型的半导体层,所述光吸收层插在所述第一导电型的所述半导体层与所述第二导电型的所述半导体层之间;并且
至少所述第二导电型的所述半导体层从所述第一导电型的所述半导体层的边沿起向外延伸。
11、根据权利要求4所述的光学半导体模块,其中,所述反射膜由SiO2/TiO2、TiON、Si、Au、Ag以及AuGe中的一种制成。
12、一种受光组件,该受光组件监测从发光组件发射的光,
所述受光组件包括:
受光面,该受光面形成在所述受光组件的上表面和侧表面上,并且在该受光面上形成有防反射膜。
13、根据权利要求12所述的受光组件,其中,所述受光组件的侧表面形成为倒台状。
14、根据权利要求12所述的受光组件,该受光组件还包括:
反射膜,该反射膜形成在所述受光组件的除设置在所述受光面中的所述侧表面外的其它侧表面上。
15、根据权利要求14所述的受光组件,其中,所述反射膜由SiO2/TiO2、TiON、Si、Au、Ag以及AuGe中的一种制成。
16、根据权利要求12所述的受光组件,该受光组件还包括:
电极,该电极形成在所述受光组件的所述上表面上;
互连部,该互连部连接至所述电极,并且延伸至所述受光面的外侧;以及
电极焊盘,该电极焊盘连接至所述互连部。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007086131A JP5197978B2 (ja) | 2007-03-29 | 2007-03-29 | 光半導体モジュール |
JP2007-086131 | 2007-03-29 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN101276028A true CN101276028A (zh) | 2008-10-01 |
CN101276028B CN101276028B (zh) | 2011-05-04 |
Family
ID=39650540
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN2008100883644A Active CN101276028B (zh) | 2007-03-29 | 2008-03-28 | 光学半导体模块和受光组件 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US7807954B2 (zh) |
EP (1) | EP1976023A3 (zh) |
JP (1) | JP5197978B2 (zh) |
CN (1) | CN101276028B (zh) |
TW (1) | TWI378662B (zh) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TWI490576B (zh) * | 2010-11-29 | 2015-07-01 | Hon Hai Prec Ind Co Ltd | 光通訊系統 |
US9318639B2 (en) * | 2013-09-17 | 2016-04-19 | Finisar Corporation | Gallium arsenide avalanche photodiode |
JP2015162576A (ja) * | 2014-02-27 | 2015-09-07 | 住友電気工業株式会社 | 半導体光集積素子、半導体光集積素子を作製する方法 |
JP2017163023A (ja) * | 2016-03-10 | 2017-09-14 | 株式会社東芝 | 光検出器およびこれを用いた被写体検知システム |
JP7006588B2 (ja) * | 2016-05-16 | 2022-01-24 | ソニーグループ株式会社 | 受光素子、光通信装置、および受光素子の製造方法 |
US11909172B2 (en) * | 2020-01-08 | 2024-02-20 | Asahi Kasei Kabushiki Kaisha | Method for manufacturing optical device and optical device |
Family Cites Families (23)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS57160189A (en) | 1981-03-30 | 1982-10-02 | Hitachi Ltd | Semiconductor luminous device incorporated with photodetector |
JPS5947778A (ja) * | 1982-09-10 | 1984-03-17 | Hitachi Ltd | 半導体受光素子とそれを用いたレ−ザ発振装置 |
JPS5996789A (ja) | 1982-11-25 | 1984-06-04 | Nec Corp | 光半導体装置 |
JPH07123170B2 (ja) * | 1990-08-07 | 1995-12-25 | 光計測技術開発株式会社 | 受光素子 |
US5093576A (en) * | 1991-03-15 | 1992-03-03 | Cree Research | High sensitivity ultraviolet radiation detector |
JPH0582827A (ja) * | 1991-09-19 | 1993-04-02 | Nec Corp | 半導体受光素子 |
JPH05175614A (ja) | 1991-12-26 | 1993-07-13 | Canon Inc | 光半導体装置 |
JP2748917B2 (ja) * | 1996-03-22 | 1998-05-13 | 日本電気株式会社 | 半導体装置 |
EP2264794B1 (en) * | 1997-01-09 | 2014-11-19 | Nichia Corporation | Nitride semiconductor device |
JPH10321900A (ja) | 1997-05-14 | 1998-12-04 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光モジュール |
US6353250B1 (en) * | 1997-11-07 | 2002-03-05 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Semiconductor photo-detector, semiconductor photo-detection device, and production methods thereof |
JP2000151013A (ja) | 1998-11-13 | 2000-05-30 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 光送受信集積素子 |
US6331379B1 (en) * | 1999-09-01 | 2001-12-18 | Micron Technology, Inc. | Photo-lithography process using multiple anti-reflective coatings |
US6525347B2 (en) * | 2001-03-12 | 2003-02-25 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Photodetector and unit mounted with photodetector |
JP2003198032A (ja) | 2001-12-27 | 2003-07-11 | Mitsubishi Electric Corp | 光素子、光素子モジュール及び光素子用キャリア |
JP2003209268A (ja) * | 2002-01-11 | 2003-07-25 | Mitsubishi Electric Corp | 光モジュール |
JP2003303975A (ja) * | 2002-04-08 | 2003-10-24 | Opnext Japan Inc | モニタ用フォトダイオード付光モジュール。 |
JP2004047831A (ja) * | 2002-07-12 | 2004-02-12 | Mitsubishi Electric Corp | 受光素子モジュール |
JP2006032567A (ja) * | 2004-07-14 | 2006-02-02 | Sanyo Electric Co Ltd | 受光素子及び受光素子の製造方法 |
JP4755854B2 (ja) * | 2005-06-02 | 2011-08-24 | 富士通株式会社 | 半導体受光装置及びその製造方法 |
DE102005025782B4 (de) * | 2005-06-04 | 2007-02-22 | Diehl Ako Stiftung & Co. Kg | Berührungsempfindlicher Tastschalter |
JP2007086131A (ja) | 2005-09-20 | 2007-04-05 | Konica Minolta Business Technologies Inc | 電子写真感光体及び画像形成装置 |
JP2008010710A (ja) * | 2006-06-30 | 2008-01-17 | Oki Electric Ind Co Ltd | 半導体レーザ装置 |
-
2007
- 2007-03-29 JP JP2007086131A patent/JP5197978B2/ja active Active
-
2008
- 2008-03-26 TW TW097110754A patent/TWI378662B/zh not_active IP Right Cessation
- 2008-03-27 EP EP08153472.9A patent/EP1976023A3/en not_active Withdrawn
- 2008-03-28 CN CN2008100883644A patent/CN101276028B/zh active Active
- 2008-03-31 US US12/059,232 patent/US7807954B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN101276028B (zh) | 2011-05-04 |
TW200845615A (en) | 2008-11-16 |
TWI378662B (en) | 2012-12-01 |
JP2008244368A (ja) | 2008-10-09 |
US20080237452A1 (en) | 2008-10-02 |
JP5197978B2 (ja) | 2013-05-15 |
EP1976023A2 (en) | 2008-10-01 |
US7807954B2 (en) | 2010-10-05 |
EP1976023A3 (en) | 2014-03-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101276028B (zh) | 光学半导体模块和受光组件 | |
US5218223A (en) | Opto-electronic semiconductor component | |
US5787215A (en) | Linear PD/LD module, linear PD/LED module, linear LD/PD module, linear LED/PD module and linear PD module | |
EP1979999B1 (en) | Monitoring photodetector for integrated photonic devices | |
EP1315217A2 (en) | Photodetector | |
JP2002289904A (ja) | 半導体受光素子とその製造方法 | |
US6909083B2 (en) | Photodetector and unit mounted with photodetector | |
JPH1183619A (ja) | 受光素子及び受光素子モジュ−ル | |
KR100464333B1 (ko) | 수광소자 및 그 제조방법 | |
JPH0677518A (ja) | 半導体受光素子 | |
JP2008124086A (ja) | 受光素子及びこれを搭載した光受信器 | |
KR102093168B1 (ko) | 이중 광경로를 가진 광 검출기 | |
US6856637B2 (en) | Optical transmitter having photodiode | |
US6989554B2 (en) | Carrier plate for opto-electronic elements having a photodiode with a thickness that absorbs a portion of incident light | |
EP3792983B1 (en) | Light-receiving element unit | |
US20220173259A1 (en) | Photoreceiver and Optical Receiver | |
US20030122061A1 (en) | Optical device, optical device module and carrier for optical device | |
JP2002344002A (ja) | 受光素子及び受光素子実装体 | |
JP6660282B2 (ja) | 受光素子 | |
US7620090B2 (en) | Semiconductor laser device | |
JP3538731B2 (ja) | 受信フォトダイオード用サブマウント | |
JP3672168B2 (ja) | 半導体受光装置 | |
JPH10242506A (ja) | 光学レンズ機能付き半導体デバイス | |
KR20180111200A (ko) | 반도체 소자 패키지 및 이를 포함하는 광 어셈블리 | |
JP2004241681A (ja) | 半導体受光装置及びその製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant |