DE112017007590T5 - Halbleitervorrichtung und Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung - Google Patents

Halbleitervorrichtung und Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung Download PDF

Info

Publication number
DE112017007590T5
DE112017007590T5 DE112017007590.4T DE112017007590T DE112017007590T5 DE 112017007590 T5 DE112017007590 T5 DE 112017007590T5 DE 112017007590 T DE112017007590 T DE 112017007590T DE 112017007590 T5 DE112017007590 T5 DE 112017007590T5
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
waveguide
layer
substrate
semiconductor device
conductive 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
Application number
DE112017007590.4T
Other languages
English (en)
Other versions
DE112017007590B4 (de
Inventor
Kazushige Kawasaki
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Publication of DE112017007590T5 publication Critical patent/DE112017007590T5/de
Application granted granted Critical
Publication of DE112017007590B4 publication Critical patent/DE112017007590B4/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • 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
    • H01S5/20—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
    • H01S5/2054—Methods of obtaining the confinement
    • H01S5/2081—Methods of obtaining the confinement using special etching techniques
    • H01S5/2086—Methods of obtaining the confinement using special etching techniques lateral etch control, e.g. mask induced
    • 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
    • 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
    • G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G02B6/12004—Combinations of two or more optical elements
    • 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
    • G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G02B6/13—Integrated optical circuits characterised by the manufacturing method
    • G02B6/132—Integrated optical circuits characterised by the manufacturing method by deposition of thin films
    • 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
    • G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G02B6/13—Integrated optical circuits characterised by the manufacturing method
    • G02B6/136—Integrated optical circuits characterised by the manufacturing method by etching
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02225—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer
    • H01L21/0226—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process
    • H01L21/02263—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • H01L21/30604—Chemical etching
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
    • H01L21/3105—After-treatment
    • H01L21/311—Etching the insulating layers by chemical or physical means
    • H01L21/31105—Etching inorganic layers
    • H01L21/31111—Etching inorganic layers by chemical means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/768—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
    • H01L21/76801—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the dielectrics, e.g. smoothing
    • H01L21/76829—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the dielectrics, e.g. smoothing characterised by the formation of thin functional dielectric layers, e.g. dielectric etch-stop, barrier, capping or liner layers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/768—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
    • H01L21/76801—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the dielectrics, e.g. smoothing
    • H01L21/76835—Combinations of two or more different dielectric layers having a low dielectric constant
    • 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
    • H01S5/0206—Substrates, e.g. growth, shape, material, removal or bonding
    • 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
    • H01S5/04—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping, e.g. by electron beams
    • H01S5/042—Electrical excitation ; Circuits therefor
    • H01S5/0421—Electrical excitation ; Circuits therefor characterised by the semiconducting contacting layers
    • 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
    • H01S5/20—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
    • H01S5/22—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure
    • 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
    • H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
    • H01S5/32—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures
    • H01S5/323—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser
    • 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
    • H01S5/40—Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
    • H01S5/4012—Beam combining, e.g. by the use of fibres, gratings, polarisers, prisms
    • 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
    • H01S5/40—Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
    • H01S5/4025—Array arrangements, e.g. constituted by discrete laser diodes or laser bar
    • H01S5/4087—Array arrangements, e.g. constituted by discrete laser diodes or laser bar emitting more than one wavelength
    • 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
    • G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G02B2006/12083—Constructional arrangements
    • G02B2006/12121—Laser
    • 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
    • G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G02B2006/12166—Manufacturing methods
    • G02B2006/12173—Masking
    • 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
    • G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G02B6/122—Basic optical elements, e.g. light-guiding paths
    • G02B6/125—Bends, branchings or intersections
    • 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
    • H01S2301/00—Functional characteristics
    • H01S2301/17—Semiconductor lasers comprising special layers
    • H01S2301/176—Specific passivation layers on surfaces other than the emission facet
    • 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
    • H01S5/0206—Substrates, e.g. growth, shape, material, removal or bonding
    • H01S5/0208—Semi-insulating substrates
    • 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
    • H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
    • H01S5/1003—Waveguide having a modified shape along the axis, e.g. branched, curved, tapered, voids
    • H01S5/1017—Waveguide having a void for insertion of materials to change optical properties
    • 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
    • H01S5/20—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
    • H01S5/2054—Methods of obtaining the confinement
    • H01S5/2081—Methods of obtaining the confinement using special etching techniques
    • H01S5/209—Methods of obtaining the confinement using special etching techniques special etch stop layers
    • 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
    • H01S5/40—Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
    • H01S5/4025—Array arrangements, e.g. constituted by discrete laser diodes or laser bar
    • H01S5/4031—Edge-emitting structures

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)

Abstract

Eine Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst ein Substrat, einen Halbleiterlaser, der auf einer oberen Oberfläche des Substrats vorgesehen ist und Laserlicht emittiert, einen Wellenleiter, der eine auf der oberen Oberfläche des Substrats vorgesehene erste leitfähige Schicht und eine Wellenleiterschicht aufweist, die auf der ersten leitfähigen Schicht vorgesehen ist und das Laserlicht führt, und eine Einbettungsschicht, die auf der oberen Oberfläche des Substrats vorgesehen ist und den Halbleiterlaser und den Wellenleiter umgibt, wobei auf beiden Seiten eines Endteils, des Wellenleiters, der mit dem Halbleiterlaser verbunden ist, ein freigelegter Teil, in welchem das Substrat aus der Einbettungsschicht freigelegt ist, durch die in einer Wellenleiterrichtung des Wellenleiters getrennte Einbettungsschicht vorgesehen ist und im Endteil ein Trennbereich vorgesehen ist, in welchem die erste leitfähige Schicht in der Wellenleiterrichtung getrennt ist.

Description

  • Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Halbleitervorrichtung und ein Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung.
  • Hintergrund
  • Patentliteratur 1 offenbart eine optische Halbleitervorrichtung. In dieser optischen Halbleitervorrichtung ist zwischen dem Halbleitersubstrat und einer optischen Wellenleiterschicht eine Vielzahl inselartiger Halbleiter-Zwischenschichten mit einer niedrigeren Wärmeleitfähigkeit als der Wärmeleitfähigkeit eines Halbleitersubstrats vorgesehen. Zwischen der Vielzahl inselartiger Halbleiter-Zwischenschichten sind Lücken ausgebildet. Mit diesem Aufbau wird vorzugsweise eine Temperatursteuerung der optischen Wellenleiterschicht durchgeführt.
  • Zitatliste
  • Patentliteratur
  • [PTL 1] JP 2015-170750 A
  • Zusammenfassung
  • Technisches Problem
  • Wie beispielsweise in der Patentliteratur 1 veranschaulicht ist, ist im Allgemeinen eine Schicht mit einer elektrischen Leitfähigkeit zwischen einer Wellenleiterschicht, die Laserlicht führt, und einem Substrat in einem mit einem Halbleiterlaser gekoppelten Wellenleiter vorgesehen. In diesem Zustand kann es einen Fall geben, in dem sich beim Ansteuern des Halbleiterlasers ein Strom von einem Kopplungsteil des Halbleiterlasers und dem Wellenleiter in diese Schicht mit elektrischer Leitfähigkeit ausbreitet. Dies bewirkt möglicherweise, dass Charakteristiken des Halbleiterlasers instabil sind, was dessen Leistungsverbrauch erhöht.
  • Die vorliegende Erfindung ist konzipiert, um die oben erwähnten Probleme zu lösen, und deren Aufgabe besteht darin, eine Halbleitervorrichtung und ein Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung zu erhalten, die einen Stromverbrauch reduzieren kann.
  • Lösung für das Problem
  • Eine Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst ein Substrat, einen Halbleiterlaser, der auf einer oberen Oberfläche des Substrats vorgesehen ist und Laserlicht emittiert, einen Wellenleiter, der eine auf der oberen Oberfläche des Substrats vorgesehene erste leitfähige Schicht und eine Wellenleiterschicht aufweist, die auf der ersten leitfähigen Schicht vorgesehen ist und das Laserlicht führt, und eine Einbettungsschicht, die auf der oberen Oberfläche des Substrats vorgesehen ist und den Halbleiterlaser und den Wellenleiter umgibt, wobei auf beiden Seiten eines Endteils, des Wellenleiters, der mit dem Halbleiterlaser verbunden ist, ein freigelegter Teil, in welchem das Substrat aus der Einbettungsschicht freigelegt ist, durch die in einer Wellenleiterrichtung des Wellenleiters getrennte Einbettungsschicht vorgesehen ist und in dem Endteil ein Trennbereich vorgesehen ist, in welchem die erste leitfähige Schicht in der Wellenleiterrichtung getrennt ist.
  • Ein Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst einen Schritt zum Ausbilden eines Halbleiterlasers, der Laserlicht emittiert, auf einer oberen Oberfläche eines Substrats, einen Schritt zum Ausbilden eines Wellenleiters, der eine auf der oberen Oberfläche des Substrats vorgesehene erste leitfähige Schicht und eine Wellenleiterschicht aufweist, die auf der ersten leitfähigen Schicht vorgesehen ist und das Laserlicht führt, einen Schritt zum Ausbilden einer Einbettungsschicht, die den Halbleiterlaser und den Wellenleiter auf der oberen Oberfläche des Substrats umgibt, einen Schritt zum Entfernen eines Teils der Einbettungsschicht auf beiden Seiten des Endteils, des Wellenleiters, der mit dem Halbleiterlaser verbunden ist, so dass die Einbettungsschicht in einer Wellenleiterrichtung des Wellenleiters getrennt ist, um einen freigelegten Teil auszubilden, in welchem das Substrat aus der Einbettungsschicht freigelegt ist, einen Schritt zum Bedecken des Halbleiterlasers, des Wellenleiters, der Einbettungsschicht und des freigelegten Teils mit einem isolierenden Film, einen eine Öffnung ausbildenden Schritt zum Vorsehen einer Vielzahl von Öffnungen auf beiden Seiten des Wellenleiters im isolierenden Film, um den freigelegten Teil freizulegen, und einen Ätzschritt zum Durchführen einer Nassätzung unter Verwendung einer Ätzflüssigkeit mit einer höheren Ätzrate für die erste leitfähige Schicht als die Wellenleiterschicht, wobei der isolierende Film als Maske dient, um einen Teil der ersten leitfähigen Schicht im Endteil zu entfernen, und Vorsehen eines Trennbereichs, in welchem die erste leitfähige Schicht in der Wellenleiterrichtung im Endteil getrennt ist.
  • Vorteilhafte Effekte der Erfindung
  • Bei der Halbleitervorrichtung gemäß der Erfindung der vorliegenden Anmeldung ist die erste leitfähige Schicht, die zwischen dem Substrat und der Wellenleiterschicht vorgesehen ist, in der Wellenleiterrichtung im Endteil, des Wellenleiters, das heißt, auf der Seite des Halbleiterlasers, getrennt. Daher kann eine Leckage eines Stroms vom Halbleiterlaser durch die erste leitfähige Schicht zur Wellenleiterseite unterdrückt werden. Dementsprechend kann ein Leistungsverbrauch reduziert werden.
  • Bei dem Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung gemäß der Erfindung der vorliegenden Anmeldung wird die erste leitfähige Schicht, die zwischen dem Substrat und der Wellenleiterschicht vorgesehen ist, in der Wellenleiterrichtung im Endteil, des Wellenleiters, das heißt, auf der Seite des Halbleiterlasers, getrennt. Deshalb kann eine Leckage eines Stroms von dem Halbleiterlaser durch die erste leitfähige Schicht zur Wellenleiterseite unterdrückt werden. Dementsprechend kann ein Leistungsverbrauch reduziert werden.
  • Figurenliste
    • 1 ist eine Draufsicht einer Halbleitervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform.
    • 2 ist eine Querschnittsansicht, der Halbleitervorrichtung, die durch Schneiden von 1 entlang der geraden Linie I-II erhalten wird.
    • 3 ist eine Querschnittsansicht, der Halbleitervorrichtung, die durch Schneiden von 1 entlang der geraden Linie III-IV erhalten wird.
    • 4 ist eine Querschnittsansicht des Endteils des Wellenleiters, um einen Zustand zu veranschaulichen, in dem die Teile der Einbettungsschicht entfernt sind.
    • 5 ist eine Querschnittsansicht, die einen Zustand veranschaulicht, in dem der isolierende Film ausgebildet ist.
    • 6 ist eine Draufsicht, um einen eine Öffnung ausbildenden Schritt der ersten Ausführungsform zu erläutern.
    • 7 ist eine Querschnittsansicht, um den eine Öffnung ausbildenden Schritt der ersten Ausführungsform zu erläutern.
    • 8 ist eine Querschnittsansicht, um einen Ätzschritt der ersten Ausführungsform zu erläutern.
    • 9 ist eine Querschnittsansicht, um ein Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform zu erläutern.
    • 10 ist eine Querschnittsansicht, um einen Ätzschritt der zweiten Ausführungsform zu erläutern.
    • 11 ist eine Querschnittsansicht einer Halbleitervorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform.
    • 12 ist eine Querschnittsansicht einer Halbleitervorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform.
  • Beschreibung von Ausführungsformen
  • Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen werden eine Halbleitervorrichtung und ein Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Identischen oder entsprechenden Bestandteilen sind die gleichen Bezugsziffern gegeben, und die wiederholte Beschreibung solcher Bestandteile kann weggelassen werden.
  • Erste Ausführungsform
  • 1 ist eine Draufsicht einer Halbleitervorrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform. Die Halbleitervorrichtung 100 enthält ein Substrat 20. Das Substrat 20 ist ein isolierendes Substrat. Das Substrat 20 besteht aus i-lnP. Die Halbleitervorrichtung 100 enthält Halbleiterlaser 12, die auf der oberen Oberfläche des Substrats 20 vorgesehen sind und Laserlicht emittieren. Außerdem enthält die Halbleitervorrichtung 100 einen Wellenleiter 16, der das von den Halbleiterlasern 12 emittierte Laserlicht führt. Die Halbleitervorrichtung 100 ist eine optische Halbleitervorrichtung.
  • In der vorliegenden Ausführungsform enthält die Halbleitervorrichtung 100 vier Halbleiterlaser 12. Der Wellenleiter 16 umfasst vier Eingangsenden und ein Ausgangsende. Die Vielzahl von Eingangsenden des Wellenleiters 16 ist individuell mit der Vielzahl von Halbleiterlasern 12 verbunden. Der Wellenleiter 16 sammelt die Vielzahl von Strahlen eines Laserlichts, die von der Vielzahl von Halbleiterlasern 12 emittiert werden, in einen, um ihn aus dem Ausgangsende zu emittieren. Die Vielzahl von Halbleiterlasern 12 emittiert individuell die Strahlen eines Laserlichts mit verschiedenen Wellenlängen. Die Halbleitervorrichtung 100 ist eine integrierte Vorrichtung für vier Wellenlängen, welche eine optische Kommunikation mit hoher Geschwindigkeit ermöglicht. Ein oder mehr Halbleiterlaser 12 können in der Halbleitervorrichtung 100 enthalten sein.
  • Die Halbleitervorrichtung 100 enthält eine Einbettungsschicht 14, die auf der oberen Oberfläche des Substrats 20 vorgesehen ist und die Halbleiterlaser 12 und den Wellenleiter 16 umgibt. Die lateralen Oberflächen der Halbleiterlaser 12 und die lateralen Oberflächen des Wellenleiters 16 sind in der Einbettungsschicht 14 eingebettet. Die Einbettungsschicht 14 ist eine stromsperrende Schicht.
  • Ein freigelegter Teil 18, in welchem das Substrat 20 aus der Einbettungsschicht 14 freigelegt ist, ist auf beiden Seiten von Endteilen 17, des Wellenleiters 16, vorgesehen, welche mit den Halbleiterlasern 12 verbunden sind. Der freigelegte Teil 18 ist durch die in der Wellenleiterrichtung des Wellenleiters 16 getrennte Einbettungsschicht 14 ausgebildet. Die Wellenleiterrichtung ist hier die Richtung, in der das Laserlicht von den Halbleiterlasern 12 emittiert wird. Der freigelegte Teil 18 ist hinab bis zum Substrat 20 in der Einbettungsschicht 14 ausgegraben. Der freigelegte Teil 18 legt die lateralen Oberflächen der Endteile 17 des Wellenleiters 16 von der Einbettungsschicht 14 frei. Über Bereiche, in denen die Einbettungsschicht 14 entfernt ist, wird die Vielzahl von Strahlen eines Laserlichts in einen gesammelt.
  • Im Substrat 20 ist genau unter dem Endteil 17 eine Rille 22 vorgesehen. Die Rille 22 hat eine größere Breite in einer Richtung senkrecht zur Wellenleiterrichtung als der Wellenleiter 16. Die Rille 22 erstreckt sich unter dem Endteil 17 von einer von beiden Seiten des Wellenleiters 16 im freigelegten Teil 18 zu dessen anderer.
  • 2 ist eine Querschnittsansicht, der Halbleitervorrichtung 100, die durch Schneiden von 1 entlang der geraden Linie I-II erhalten wird. Eine erste leitfähige Schicht 24 ist auf der oberen Oberfläche des Substrats 20 vorgesehen. Die erste leitfähige Schicht 24 ist eine epitaktische Wachstumsschicht. Die erste leitfähige Schicht 24 besteht aus n-InP. Eine lichtemittierende Schicht 26 ist auf der ersten leitfähigen Schicht 24 vorgesehen. Die lichtemittierende Schicht 26 emittiert Laserlicht. Die lichtemittierende Schicht 26 besteht aus AIGalnAs. Eine Wellenleiterschicht 32 ist auf der ersten leitfähigen Schicht 24 so vorgesehen, dass sie der lichtemittierenden Schicht 26 benachbart ist. Die Wellenleiterschicht 32 führt das von der lichtemittierenden Schicht 26 emittierte Laserlicht. Der Wellenleiter 32 besteht aus InGaAsP.
  • Auf der lichtemittierenden Schicht 26 und der Wellenleiterschicht 32 ist eine zweite leitfähige Schicht 28 vorgesehen. Die zweite leitfähige Schicht 28 ist eine epitaktische Wachstumsschicht. Die zweite leitfähige Schicht 28 besteht aus p-InP. Auf der zweiten leitfähigen Schicht 28 ist in einer Zone oberhalb der lichtemittierenden Schicht 26 eine epitaktische Schicht 30 zur Elektrodenausbildung vorgesehen. Die epitaktische Schicht 30 zur Elektrodenausbildung ist eine epitaktische Wachstumsschicht. Die epitaktische Schicht 30 zur Elektrodenausbildung besteht aus P-InGaAs. Die erste leitfähige Schicht 24, die lichtemittierende Schicht 26, die zweite leitfähige Schicht 28 und die epitaktische Schicht 30 zur Elektrodenausbildung bilden den Halbleiterlaser 12. Außerdem bilden die erste leitfähige Schicht 24, die Wellenleiterschicht 32 und die zweite leitfähige Schicht 28 den Wellenleiter 16.
  • Ein Trennbereich 23 ist in dem mit dem Halbleiterlaser 12 verbundenen Endteil 17 des Wellenleiters 16 vorgesehen. Im Trennbereich 23 ist die erste leitfähige Schicht 24 in der Wellenleiterrichtung getrennt. Im Trennbereich 23 ist die erste leitfähige Schicht 24 entfernt. Außerdem ist die Rille 22 genau unterhalb des Trennbereichs 23 vorgesehen. Zwischen der Wellenleiterschicht 32 und dem Substrat 20 ist im Trennbereich 23 ein Hohlraum 25 ausgebildet.
  • 3 ist eine Querschnittsansicht, der Halbleitervorrichtung 100, die durch Schneiden von 1 entlang der geraden Linie III-IV erhalten wird. Die erste leitfähige Schicht 24 ist im Trennbereich 23 entfernt. Außerdem ist die Rille 22 auf der oberen Oberfläche des Substrats 20 genau unterhalb des Trennbereichs 23 ausgebildet. Daher ist im Trennbereich 23 in Schnittansicht ein Aufbau geschaffen, in welchem der Wellenleiter 16 über dem Substrat 20 schwebt. Insbesondere gibt 3 einen Teilbereich, in welchem die erste leitfähige Schicht 24 und das Substrat 20 entfernt sind, durch die gestrichelten Linien an.
  • Als Nächstes wird ein Verfahren zum Herstellen der Halbleitervorrichtung 100 beschrieben. Zunächst werden die Halbleiterlaser 12 auf der oberen Oberfläche des Substrats 20 gebildet. Außerdem wird auf der oberen Oberfläche des Substrats 20 der Wellenleiter 16 ausgebildet. Als Nächstes wird die die Halbleiterlaser 12 und den Wellenleiter 16 umgebende Einbettungsschicht 14 auf der oberen Oberfläche des Substrats 20 ausgebildet.
  • Teile der Einbettungsschicht 14 werden dann auf beiden Seiten der Endteile 17, des Wellenleiters 16, welche mit den Halbleiterlasern 12 verbunden sind, entfernt. 4 ist eine Querschnittsansicht des Endteils 17 des Wellenleiters 16, um einen Zustand zu veranschaulichen, in dem die Teile der Einbettungsschicht 14 entfernt sind. In dieser Phase werden die Teile der Einbettungsschicht 14 so entfernt, dass die Einbettungsschicht 14 in der Wellenleiterrichtung des Wellenleiters 16 getrennt ist. Außerdem wird das Substrat 20 durch Entfernen der Teile der Einbettungsschicht 14 von der Einbettungsschicht 14 freigelegt. Die Teile, in denen das Substrat 20 aus der Einbettungsschicht 14 freigelegt ist, bilden den freigelegten Teil 18. Außerdem werden die Teile der Einbettungsschicht 14 so entfernt, dass die lateralen Oberflächen des Wellenleiters 16 freigelegt werden. In Kopplungsbereichen des Wellenleiters 16 und der Halbleiterlaser 12 werden durch die entfernte Einbettungsschicht 14 andere Schichten mit elektrischer Leitfähigkeit als die Halbleiterlaser 12 und der Wellenleiter 16 entfernt.
  • Als Nächstes bedeckt ein isolierender Film 34 die Halbleiterlaser 12, den Wellenleiter 16, die Einbettungsschicht 14 und den freigelegten Teil 18. 5 ist eine Querschnittsansicht, die einen Zustand veranschaulicht, in dem der isolierende Film 34 ausgebildet ist. Der isolierende Film 34 wird mittels eines Sputter-Verfahrens oder eines P-CVD- (chemisches Plasma-Gasphasenabscheidungs-) Verfahrens gebildet, welche eine ausgezeichnete Beschichtungsfähigkeit aufweisen. Dadurch bedeckt der isolierende Film 34 auch die lateralen Oberflächen, des Wellenleiters 16, die aus der Einbettungsschicht 14 freigelegt sind.
  • Als Nächstes wird ein eine Öffnung ausbildender Schritt durchgeführt. 6 ist eine Draufsicht, um einen eine Öffnung ausbildenden Schritt der ersten Ausführungsform zu erläutern. 7 ist eine Querschnittsansicht, um den eine Öffnung ausbildenden Schritt der ersten Ausführungsform zu erläutern. Zuerst wird auf dem isolierenden Film 34 ein Fotoresist ausgebildet. Das Fotoresist wird als Nächstes strukturiert. In dieser Phase werden Öffnungen im Fotoresist zum Beispiel auf beiden Seiten des Endteils 17 vorgesehen. Als Nächstes wird der isolierende Film geätzt, wobei das Fotoresist als Maske dient. Dadurch wird eine Vielzahl von Öffnungen 36 im isolierenden Film 34 geschaffen. Die Vielzahl von Öffnungen 36 wird auf beiden Seiten des Endteils 17 des Wellenleiters 16 vorgesehen. Der freigelegte Teil 18 wird von den Öffnungen 36 freigelegt.
  • Als Nächstes wird ein Ätzschritt durchgeführt. 8 ist eine Querschnittsansicht, um einen Ätzschritt der ersten Ausführungsform zu erläutern. Im Ätzschritt wird eine Nassätzung durchgeführt, wobei der isolierende Film 34 als Maske dient. In dieser Phase wird eine Ätzflüssigkeit verwendet, die eine höhere Ätzrate für die erste leitfähige Schicht 24 als für die Wellenleiterschicht 32 aufweist. Darüber hinaus hat die Ätzflüssigkeit eine höhere Ätzrate für das Substrat 20 als für die Wellenleiterschicht 32. Zu diesem Zweck kann eine Ätzflüssigkeit auf HBr-Basis oder HCI-Basis verwendet werden.
  • Im Ätzschritt wird das Substrat 20 in der Ätzflüssigkeit eingetaucht. Dadurch wird eine isotrope Ätzung durchgeführt. Die Ätzflüssigkeit erodiert das Substrat 20 von den Öffnungen 36 aus, so dass sie die erste leitfähige Schicht 24 erreicht. Danach erodiert die Ätzflüssigkeit die erste leitfähige Schicht 24, so dass sie die Wellenleiterschicht 32 erreicht. Die Ätzung wird an der Wellenleiterschicht 32 gestoppt. Gemäß dem Obigen wird der Hohlraum 25 zwischen dem Wellenleiter 16 und dem Substrat 20 im Endteil 17 ausgebildet. Insbesondere gibt 8 den durch die Ätzung entfernten Teilbereich durch die gestrichelten Linien an. Im Verfahren zum Herstellen der Halbleitervorrichtung 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann eine Verwendung einer Ätzflüssigkeit auf HBr-Basis oder HCI-Basis eine Ätzung von InP-Schichten unter InP-Schichten und InGaAsP-Schichten selektiv fördern.
  • Im Ätzschritt werden Teile der ersten leitfähigen Schicht 24 in den Endteilen 17 entfernt, um die Trennbereiche 23 in den Endteilen 17 vorzusehen. Außerdem werden die Rillen 22 genau unterhalb der Trennbereiche 23 im Substrat 20 vorgesehen. Jede Rille 22 erstreckt sich genau unter dem Trennbereich 23 von einer von beiden Seiten des Wellenleiters 16 im freigelegten Teil 18 zu dessen anderer. Im Trennbereich 23 ist der Wellenleiter 16 ein hohler Wellenleiter.
  • In der Halbleitervorrichtung 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist die Einbettungsschicht 14 auf beiden Seiten der Endteile 17 des Wellenleiters 16 entfernt, und die Einbettungsschicht 14 ist in der Wellenleiterrichtung getrennt. Um die Kopplungsteile der Halbleiterlaser 12 und des Wellenleiters 16 herum sind Schichten mit einer elektrischen Leitfähigkeit entfernt, und dadurch kann der elektrische Einfluss der Einbettungsschicht 14 auf eine Wellenführung von Laserlicht unterdrückt werden. Deshalb kann eine Ausbreitung eines Stroms in die Einbettungsschicht 14 unterdrückt werden.
  • Darüber hinaus wird ein Strom durch die genau unterhalb der lichtemittierenden Schicht 26 und der Wellenleiterschicht 32 vorgesehene erste leitfähige Schicht 24 gut geleitet. In der vorliegenden Ausführungsform ist die erste leitfähige Schicht 24 in den Endteilen 17 des Wellenleiters 16 in der Wellenleiterrichtung getrennt. Dementsprechend kann eine Leckage eines Stroms von den Kopplungsteilen der Halbleiterlaser 12 und des Wellenleiters 16 in die Seite des Wellenleiters 16 der ersten leitfähigen Schicht 24 unterdrückt werden. Gemäß dem Obigen können in der vorliegenden Ausführungsform Charakteristiken der Halbleitervorrichtung 100 stabilisiert werden. Darüber hinaus kann ein Leistungsverbrauch der Halbleitervorrichtung 100 reduziert werden.
  • In der vorliegenden Ausführungsform wird angenommen, dass die Halbleitervorrichtung 100 eine integrierte Vorrichtung für vier Wellenlängen ist. Nicht darauf beschränkt kann die vorliegende Ausführungsform für jeden beliebigen Aufbau verwendet werden, in welchem ein Halbleiterlaser und ein Wellenleiter miteinander verbunden sind. Diese Modifikationen können, wie jeweils anwendbar, für eine Halbleitervorrichtung und ein Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung gemäß den folgenden Ausführungsformen verwendet werden. Man beachte, dass die Halbleitervorrichtung und das Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung gemäß den folgenden Ausführungsformen in vielen Aspekten jenen der ersten Ausführungsform ähnlich sind, und somit werden im Folgenden vorwiegend Unterschiede zwischen der Halbleitervorrichtung und dem Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung gemäß den folgenden Ausführungsformen und jenen der ersten Ausführungsform beschrieben.
  • Zweite Ausführungsform
  • 9 ist eine Querschnittsansicht, um ein Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung 200 der zweiten Ausführungsform zu veranschaulichen. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform im Aufbau eines Substrats 220. Eine Ätzstoppschicht 238 ist auf der Seite der oberen Oberfläche des Substrats 220 vorgesehen. Auf der Ätzstoppschicht 238 ist die erste leitfähige Schicht 24 vorgesehen. Die Ätzstoppschicht 238 ist eine isolierende epitaktische Wachstumsschicht. Die Ätzstoppschicht 238 besteht aus i-InGaAsP. Darüber hinaus ist in einem freigelegten Teil 218 die Ätzstoppschicht 238 aus der Einbettungsschicht 14 freigelegt.
  • Als Nächstes wird ein Verfahren zum Herstellen der Halbleitervorrichtung 200 gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben. Es ist demjenigen der ersten Ausführungsform in Schritten bei und vor Ausbildung des isolierenden Films 34 ähnlich. Dann wird ein eine Öffnung ausbildender Schritt durchgeführt. In dem eine Öffnung ausbildenden Schritt wird auf beiden Seiten des Endteils 17 des Wellenleiters 16 eine Vielzahl von Öffnungen 236 in dem isolierenden Film 34 vorgesehen. Die Vielzahl von Öffnungen 236 wird vorgesehen, um die Ätzstoppschicht 238 und die erste leitfähige Schicht 24 freizulegen. Hierin wird die erste leitfähige Schicht 24 durch Entfernen von Teilbereichen, des isolierenden Films 34, welche die lateralen Oberflächen der ersten leitfähigen Schicht 24 bedecken, freigelegt.
  • Als Nächstes wird ein Ätzschritt durchgeführt. 10 ist eine Querschnittsansicht, um einen Ätzschritt der zweiten Ausführungsform zu erläutern. In dem Ätzschritt wird eine Ätzflüssigkeit verwendet, die eine höhere Ätzrate für die erste leitfähige Schicht 24 als für die Ätzstoppschicht 238 aufweist. Außerdem weist die Ätzflüssigkeit eine höhere Ätzrate für die erste leitfähige Schicht 24 als für die Wellenleiterschicht 32 auf. Im Ätzschritt kann zum Beispiel eine Ätzflüssigkeit auf HBr-Basis verwendet werden. In der vorliegenden Ausführungsform ermöglicht ein Vorsehen der Ätzstoppschicht 238 auf dem Substrat 220, dass die Ätzflüssigkeit das Substrat 220 nicht abträgt bzw. erodiert, sondern von den Öffnungen 236 aus die erste leitfähige Schicht 24 erodiert. Ähnlich der ersten Ausführungsform wird, wenn die Ätzflüssigkeit die Wellenleiterschicht 32 erreicht, die Ätzung daselbst gestoppt.
  • Gemäß dem Obigen wird der Trennbereich 23, in welchem die erste leitfähige Schicht 24 in der Wellenleiterrichtung getrennt ist, im Endteil 17 des Wellenleiters 16 ausgebildet. Ein Hohlraum 225 wird zwischen dem Substrat 220 und dem Wellenleiter 16 genau unterhalb des Trennbereichs 23 ausgebildet. Insbesondere gibt 10 den durch die Ätzung entfernten Teilbereich durch die gestrichelten Linien an.
  • In der vorliegenden Ausführungsform kann im Ätzschritt nur die erste leitfähige Schicht 24 entfernt werden. Das Substrat 220 wird nicht erodiert, und dadurch kann in dem Fall, in dem ein Beschichtungsfilm auf der Halbleitervorrichtung 200 in einem Schritt danach oder dem ähnlichen Fall vorgesehen wird, eine Gleichmäßigkeit solch eines Beschichtungsfilms weitergehend als in der ersten Ausführungsform verbessert werden. Darüber hinaus kann eine Belastbarkeit der Halbleitervorrichtung 200 gegenüber einer externen Kraft weitergehend als in der ersten Ausführungsform verbessert werden.
  • Dritte Ausführungsform
  • 11 ist eine Querschnittsansicht einer Halbleitervorrichtung 300 gemäß der dritten Ausführungsform. Im Trennbereich 23 der Halbleitervorrichtung 300 ist in Schnittansicht der Wellenleiter 16 von einem schützenden isolierenden Film 340 umgeben. In einem Verfahren zum Herstellen der Halbleitervorrichtung 300 gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird, nach dem der Trennbereich 23 ausgebildet ist, der schützende isolierende Film 340 auf dem Endteil 17 des Wellenleiters 16 durch ein einen CVD- (chemischen Gasphasenabscheidungs-) Film bildendes Verfahren ausgebildet. In der vorliegenden Ausführungsform wird unter Verwendung des einen CVD-Film bildenden Verfahrens, das eine ausgezeichnete Beschichtbarkeit aufweist, der Wellenleiter 16 von dem schützenden isolierenden Film 340 im Trennbereich 23 umgeben. Dies schafft einen Aufbau, in welchem der schützende isolierende Film 340 auch die lateralen Oberflächen und die rückwärtige Oberfläche des Wellenleiters 16 bedeckt. Die rückwärtige Oberfläche des Wellenleiters 16 ist die Oberfläche des Wellenleiters 16, die dem Substrat 20 gegenüberliegt.
  • In der vorliegenden Ausführungsform kann, indem ein Filmbildungsverfahren genutzt wird, das eine ausgezeichnete Beschichtbarkeit aufweist, der Endteil 17 des Wellenleiters 16, der ein hohler Wellenleiter ist, durch den schützenden isolierenden Film 340 bedeckt werden. Dadurch kann eine chemische Beständigkeit in Schritten danach verbessert werden. Außerdem kann eine Belastbarkeit der Halbleitervorrichtung 300 gegenüber einer externen Kraft weitergehend als in der ersten Ausführungsform verbessert werden. Indem man die Dicke oder den Brechungsindex des schützenden isolierenden Films 340 steuert, können außerdem Charakteristiken eines Wellenleiters von Laserlicht stabilisiert werden.
  • Vierte Ausführungsform
  • 12 ist eine Querschnittsansicht einer Halbleitervorrichtung 400 der vierten Ausführungsform. Die Halbleitervorrichtung 400 enthält Polyimid 442, um eine Lücke zwischen der Wellenleiterschicht 32 und dem Substrat 20 im Trennbereich 23 zu füllen. Das Polyimid 442 ist so vorgesehen, dass es die Halbleiterlaser 12, den Wellenleiter 16, die Einbettungsschicht 14 und den freigelegten Teil 18 bedeckt. Ein Verfahren zum Herstellen der Halbleitervorrichtung 400 gemäß der vorliegenden Ausführungsform umfasst einen Schritt zum Aufbringen des Polyimids 442 auf die Halbleiterlaser 12, den Wellenleiter 16, die Einbettungsschicht 14 und den freigelegten Teil 18. Da das Polyimid 442 ein Beschichtungsfilm ist, wird die Lücke zwischen der Wellenleiterschicht 32 und dem Substrat 20 mit dem Polyimid 442 im Trennbereich 23 gefüllt.
  • In der vorliegenden Ausführungsform kann, da die Lücke zwischen der Wellenleiterschicht 32 und dem Substrat 20 mit einem Beschichtungsfilm gefüllt ist, eine chemische Beständigkeit in Schritten danach verbessert werden. Darüber hinaus kann eine Belastbarkeit der Halbleitervorrichtung 400 gegenüber einer externen Kraft weitergehend als in der ersten Ausführungsform verbessert werden. Durch Bedecken des Wellenleiters 16 mit dem Polyimid 442, das einen niedrigen Brechungsindex hat, können außerdem Charakteristiken eines Wellenleiters von Laserlicht stabilisiert werden. Als eine Modifikation der vorliegenden Ausführungsform kann anstelle des Polyimids 442 BCB (Benzocyclobuten) verwendet werden. Man beachte, dass die in den obigen Ausführungsformen beschriebenen technischen Merkmale wie jeweils geeignet kombiniert werden können.
  • Bezugszeichenliste
  • 100, 200, 300, 400 Halbleitervorrichtung, 12 Halbleiterlaser, 14 Einbettungsschicht, 16 Wellenleiter, 17 Endteil, 18, 218 freigelegter Teil, 20, 220 Substrat, 22 Rille, 23 Trennbereich, 24 erste leitfähige Schicht, 32 Wellenleiterschicht, 34 isolierender Film, 36, 236 Öffnung, 238 Ätzstoppschicht, 340 schützender isolierender Film, 442 Polyimid
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2015170750 A [0003]

Claims (10)

  1. Halbleitervorrichtung, aufweisend: ein Substrat; einen Halbleiterlaser, der auf einer oberen Oberfläche des Substrats vorgesehen ist und Laserlicht emittiert; einen Wellenleiter, der eine auf der oberen Oberfläche des Substrats vorgesehene erste leitfähige Schicht und eine Wellenleiterschicht aufweist, die auf der ersten leitfähigen Schicht vorgesehen ist und das Laserlicht führt, und eine Einbettungsschicht, die auf der oberen Oberfläche des Substrats vorgesehen ist und den Halbleiterlaser und den Wellenleiter umgibt, wobei auf beiden Seiten eines Endteils, des Wellenleiters, der mit dem Halbleiterlaser verbunden ist, ein freigelegter Teil, in welchem das Substrat aus der Einbettungsschicht freigelegt ist, durch die in einer Wellenleiterrichtung des Wellenleiters getrennte Einbettungsschicht vorgesehen ist, und im Endteil ein Trennbereich vorgesehen ist, in welchem die erste leitfähige Schicht in der Wellenleiterrichtung getrennt ist.
  2. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, wobei in dem Substrat ein Rille mit einer größeren Breite in einer Richtung senkrecht zur Wellenleiterrichtung als der Wellenleiter genau unterhalb des Trennbereichs vorgesehen ist.
  3. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, wobei eine Ätzstoppschicht auf der Seite der oberen Oberfläche des Substrats vorgesehen ist, und die Ätzstoppschicht im freigelegten Teil aus der Einbettungsschicht freigelegt ist.
  4. Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Wellenleiter von einem schützenden isolierenden Film in einer Schnittansicht im Trennbereich umgeben ist.
  5. Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, aufweisend Polyimid, um eine Lücke zwischen der Wellenleiterschicht und dem Substrat im Trennbereich zu füllen.
  6. Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung, aufweisend: einen Schritt zum Ausbilden eines Halbleiterlasers, der Laserlicht emittiert, auf einer oberen Oberfläche eines Substrats; einen Schritt zum Ausbilden eines Wellenleiters, der eine auf der oberen Oberfläche des Substrats vorgesehene erste leitfähige Schicht und eine Wellenleiterschicht aufweist, die auf der ersten leitfähigen Schicht vorgesehen ist und das Laserlicht führt; einen Schritt zum Ausbilden einer Einbettungsschicht, die den Halbleiterlaser und den Wellenleiter umgibt, auf der oberen Oberfläche des Substrats; einen Schritt zum Entfernen eines Teils der Einbettungsschicht auf beiden Seiten eines Endteils, des Wellenleiters, der mit dem Halbleiterlaser verbunden ist, so dass die Einbettungsschicht in einer Wellenleiterrichtung des Wellenleiters getrennt ist, um einen freigelegten Teil auszubilden, in welchem das Substrat aus der Einbettungsschicht freigelegt ist; einen Schritt zum Bedecken des Halbleiterlasers, des Wellenleiters, der Einbettungsschicht und des freigelegten Teils mit einem isolierenden Film; einen eine Öffnung ausbildenden Schritt zum Vorsehen einer Vielzahl von Öffnungen auf beiden Seiten des Wellenleiters in dem isolierenden Film, um den freigelegten Teil freizulegen; und einen Ätzschritt zum Durchführen einer Nassätzung unter Verwendung einer Ätzflüssigkeit, die eine höhere Ätzrate für die erste leitfähige Schicht als die Wellenleiterschicht aufweist, wobei der isolierende Film als Maske dient, um einen Teil der ersten leitfähigen Schicht im Endteil zu entfernen, und Vorsehen eines Trennbereichs, in welchem die erste leitfähige Schicht in der Wellenleiterrichtung im Endteil getrennt ist.
  7. Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Ätzflüssigkeit eine höhere Ätzrate für das Substrat als die Wellenleiterschicht aufweist, und im Ätzschritt eine Rille mit einer größeren Breite in einer Richtung senkrecht zur Wellenleiterrichtung als der Wellenleiter in dem Substrat genau unterhalb des Trennbereichs vorgesehen wird.
  8. Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung nach Anspruch 6, wobei eine Ätzstoppschicht auf der Seite der oberen Oberfläche des Substrats vorgesehen wird, in dem eine Öffnung ausbildenden Schritt die Vielzahl von Öffnungen vorgesehen wird, um die Ätzstoppschicht und die erste leitfähige Schicht freizulegen, und die Ätzflüssigkeit eine höhere Ätzrate für die erste leitfähige Schicht als die Ätzstoppschicht aufweist.
  9. Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, aufweisend einen Schritt zum Ausbilden eines schützenden isolierenden Films durch ein einen CVD-Film bildendes Verfahren, so dass der Wellenleiter in einer Schnittansicht im Trennbereich von dem schützenden isolierenden Film umgeben ist.
  10. Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, aufweisend einen Schritt zum Füllen einer Lücke zwischen der Wellenleiterschicht und dem Substrat mit Polyimid im Trennbereich.
DE112017007590.4T 2017-05-29 2017-05-29 Halbleitervorrichtung und Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung Active DE112017007590B4 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2017/019908 WO2018220674A1 (ja) 2017-05-29 2017-05-29 半導体装置および半導体装置の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE112017007590T5 true DE112017007590T5 (de) 2020-02-20
DE112017007590B4 DE112017007590B4 (de) 2023-05-04

Family

ID=64455255

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE112017007590.4T Active DE112017007590B4 (de) 2017-05-29 2017-05-29 Halbleitervorrichtung und Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10784648B2 (de)
JP (1) JP6753526B2 (de)
KR (1) KR102177895B1 (de)
CN (1) CN110731035B (de)
DE (1) DE112017007590B4 (de)
WO (1) WO2018220674A1 (de)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE112017007590B4 (de) * 2017-05-29 2023-05-04 Mitsubishi Electric Corporation Halbleitervorrichtung und Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung
US11054574B2 (en) * 2019-05-16 2021-07-06 Corning Research & Development Corporation Methods of singulating optical waveguide sheets to form optical waveguide substrates

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH067618B2 (ja) * 1983-12-26 1994-01-26 株式会社東芝 半導体レ−ザ装置
JPS62213288A (ja) * 1986-03-14 1987-09-19 Oki Electric Ind Co Ltd 半導体レ−ザ装置
JP2817769B2 (ja) * 1994-12-28 1998-10-30 日本電気株式会社 光増幅装置及びそれを用いた半導体レーザ装置，並びにそれらの駆動方法
US6052399A (en) * 1997-08-29 2000-04-18 Xerox Corporation Independently addressable laser array with native oxide for optical confinement and electrical isolation
JP2000312054A (ja) 1998-04-28 2000-11-07 Sharp Corp 半導体素子の製造方法、及び半導体素子
JP2001053384A (ja) * 1999-08-05 2001-02-23 Fuji Photo Film Co Ltd 半導体レーザ装置およびその製造方法
JP2002368334A (ja) * 2001-03-26 2002-12-20 Seiko Epson Corp 面発光レーザ、フォトダイオード、それらの製造方法及びそれらを用いた光電気混載回路
US6775312B2 (en) * 2002-05-15 2004-08-10 Quantum Devices, Inc. Photonic integrated circuit
JP4330376B2 (ja) * 2002-10-22 2009-09-16 富士通株式会社 光半導体装置及びその駆動方法
JP4634047B2 (ja) * 2004-01-23 2011-02-16 パイオニア株式会社 集積型半導体発光素子及びその製造方法
JP2005266657A (ja) * 2004-03-22 2005-09-29 Sony Corp 光導波路、光導波路装置及び光情報処理装置
KR100637929B1 (ko) * 2004-11-03 2006-10-24 한국전자통신연구원 하이브리드형 광소자
JP2007048813A (ja) * 2005-08-08 2007-02-22 Mitsubishi Electric Corp 半導体レーザ装置およびその製造方法
JP2007243072A (ja) * 2006-03-10 2007-09-20 Toyota Central Res & Dev Lab Inc 半導体光増幅器複合半導体レーザー装置
JP5082414B2 (ja) * 2006-12-06 2012-11-28 株式会社日立製作所 光半導体装置および光導波路装置
JP4272239B2 (ja) * 2007-03-29 2009-06-03 三菱電機株式会社 半導体光素子の製造方法
JP5047704B2 (ja) * 2007-06-20 2012-10-10 日本オクラロ株式会社 光集積素子
JP2015170750A (ja) 2014-03-07 2015-09-28 住友電気工業株式会社 光半導体素子及び光半導体素子の製造方法
KR102530560B1 (ko) * 2016-08-26 2023-05-09 삼성전자주식회사 레이저빔 스티어링 소자 및 이를 포함하는 시스템
DE112017007590B4 (de) * 2017-05-29 2023-05-04 Mitsubishi Electric Corporation Halbleitervorrichtung und Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung

Also Published As

Publication number Publication date
CN110731035B (zh) 2021-07-09
WO2018220674A1 (ja) 2018-12-06
JPWO2018220674A1 (ja) 2019-11-21
KR102177895B1 (ko) 2020-11-12
CN110731035A (zh) 2020-01-24
JP6753526B2 (ja) 2020-09-09
US20200091675A1 (en) 2020-03-19
US10784648B2 (en) 2020-09-22
DE112017007590B4 (de) 2023-05-04
KR20190141728A (ko) 2019-12-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69909343T2 (de) Halbleiterlaser mit Schutz gegen elektrostatische Entladungen
DE19545164B4 (de) Optische Halbleitervorrichtung mit vergrabenem Wellenleiter und Herstellungsverfahren dafür
DE2347802C2 (de) Verfahren zur Herstellung eines dielektrischen optischen Wellenleiters, sowie die hiernach hergestellten optischen Wellenleiter
EP1592076B1 (de) Optoelektronisches Bauelement mit mehreren Stromaufweitungsschichten und Verfahren zu dessen Herstellung
DE112013003119B4 (de) P-N-Diodenmodulator mit verschachtelter Doppelschicht
DE3300986A1 (de) Mehrschichtige optische integrierte schaltung
DE3007809A1 (de) Halbleiterlichtausstrahlungselement und verfahren zu seiner herstellung
DE2608562C2 (de)
DE112011105785B4 (de) Halbleitervorrichtung
DE112017007590B4 (de) Halbleitervorrichtung und Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung
EP0383958B1 (de) Abstimmbarer Halbleiterlaser
DE69217318T2 (de) Optoelektronische Halbleiteranordnung mit einem Strahlungsleiter und Verfahren zum Herstellen einer derartigen Anordnung
DE2447536C2 (de) Halbleiterlaser
DE3934998A1 (de) Elektrisch wellenlaengenabstimmbarer halbleiterlaser
EP0477604B1 (de) Steuerbarer integriert optischer Richtkoppler
DE102013223499C5 (de) Breitstreifenlaser und Verfahren zum Herstellen eines Breitstreifenlasers
DE102018110985B4 (de) Halbleiterlaserdiode, laserbauteil und verfahren zur herstellung einer halbleiterlaserdiode
EP0328886B1 (de) Isoliereinrichtung zum optischen Isolieren integrierter Komponenten
DE69004491T2 (de) Optoelektronische Anordnung auf halbisolierendem Substrat.
DE3780808T2 (de) Halbleiterlaser mit umgekehrtem kanal und ebenem substrat.
DE2656532A1 (de) Verfahren zur herstellung einer heterostrukturhalbleiter-wellenleiteranordnung
DE69003740T2 (de) Halbleiterlaser mit Lokalisierung des Stroms.
DE3531814C2 (de)
DE3923755A1 (de) Halbleiterlaser und verfahren zu seiner herstellung
DE102018124341B4 (de) Bauelement mit vergrößerter aktiver Zone und Verfahren zur Herstellung

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R084 Declaration of willingness to licence
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final