DE4137693C2 - Verbund-Halbleitervorrichtung - Google Patents
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Verbund-
Halbleitervorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine Vorrichtung dieser Art ist bekannt aus EP 0 410 067 A1.
In Übereinstimmung mit dem raschen Fortschreiten der
Datenübertragungstechnik in Richtung auf eine
Datenübertragungsgesellschaft ist die Nachfrage nach
Ultrahochgeschwindigkeitsrechnern, Ultrahochfrequenz- und
optischer Kommunikation ständig angewachsen. Dem Bestreben
nach Erfüllung dieser Nachfrage steht jedoch bei
Verwendung der herkömmlichen Vorrichtung auf Siliciumbasis
eine Grenze entgegen, so daß sich in bezug auf
Verbund-Halbleitervorrichtungen aus Materialien mit
überlegenen Eigenschaften eine lebhafte
Forschungsaktivität entwickelt hat. Von den für solche
Verbund-Halbleitervorrichtungen infragekommenden
Materialien besitzt die GaAs eine beachtliche
Elektronenmobilität von etwa 8000 cm²/V·s und ist auch
hinsichtlich seiner eigenen Rauschcharakteristik
überlegen, so daß dieses Material in
Hochgeschwindigkeitsvorrichtungen, wie beispielsweise
MESFETs (Metallhalbleiter-FET) und HEMTs (Transistor mit
hoher Elektronenbeweglichkeit) verwendet werden kann.
Weiter besitzt GaAs eine Energiebandlücke von 1.43 eV bei
Normaltemperatur, so daß die Wellenlänge des Lichtes 8.800
Å beträgt, wobei es sich um eine Wellenlänge in der Nähe
der Infrarotstrahlung handelt. Weiter zeigen die
Vorrichtungen Direktübergangscharakteristiken. Deshalb
können sie bei Laserdioden (im folgenden mit LD abgekürzt)
und bei Fotodioden (im folgenden mit PD abgekürzt)
verwendet werden.
Die LD sendet induziert Licht aus, das durch die
Vereinigung von Löchern und Elektronen erzeugt wird, die
vom PN-Übergang der Halbleitervorrichtungen injiziert
werden. Das ausgesandte Licht weist Interferenzen und
Ausrichtungseigenschaften auf. Daneben besitzt die
Fotodiode die gleiche Struktur wie die Laserdiode, wobei
sie von einem elektrischen Strom durchflossen wird, wenn
eine Sperrvorspannung angelegt und Lichtstrahlen auf sie
projiziert werden. Dementsprechend werden die Laserdiode
und die Fotodiode jeweils zum Übertragen und Empfangen von
Informationen benutzt. Weiter wird im Falle, daß die
Laserdiode als Übertragungsvorrichtung benutzt wird, die
Intensität bzw. Stärke der ausgesandten Lichtstrahlen
durch Verwendung einer Überwachungsfotodiode (im folgenden
mit MPD abgekürzt) auf einen konstanten Wert gebracht. Das
heißt, daß die MPD die Stärke der von der LD ausgesandten
Lichtstrahlen erfaßt und die Spannung steuert, die über
eine äußere Schaltung der LD zugeführt wird.
Die Laserdiode und die Überwachungsfotodiode werden mit
Drähten und durch Bondieren in einer hybriden Struktur
vereinigt, wobei jedoch die Herstellungskosten hoch sind und
ein Unterschied zwischen den Kenndaten der
Herstellungsverfahren für die LD und die MPD besteht. Es ist
daher schwierig, eine Überwachungsfotodiode herzustellen,
welche die gleiche Energiebandlücke aufweist wie die
Wellenlänge der von der Laserdiode ausgesandten Lichtstrahlen,
so daß das optische Erfassungsvermögen der Fotodiode wegen der
nichtlinearen optischen Empfangseigenschaften sehr gering ist.
Daher hat sich die Forschung auf das Problem konzentriert, wie
die Laserdiode und die Überwachungsfotodiode auf dem gleichen
Chip erzeugt werden können.
Zur Erläuterung der erfindungsgemäßen Problematik stellt Fig. 1
einen Schnitt durch eine Verbund-Halbleitervorrichtung dar, bei
der eine Laserdiode und eine Überwachungsfotodiode auf dem
gleichen Chip hergestellt sind. Die Verbund-
Halbleitervorrichtung besteht aus den eine LD bildenden Bereich
L und dem eine MPD bildenden Bereich M, wobei die Laserdiode
(LD) und die Überwachungsfotodiode (MPD) den gleichen Aufbau
besitzen. Die Laserdiode ist so aufgebaut, daß eine p-leitende
Deckschicht 3 aus AlxGa1-yAs, eine p-leitende aktive Schicht 5
aus AlyGa1-yAs, eine n-leitende Deckschicht 7 aus AlxGa1-xAs und
eine n-leitende obere Abdeckschicht 9 aus GaAs im L-Bereich auf
einem p-leitenden Halbleitersubstrat 1 aus GaAs aufgeschichtet
sind. Die aktivierte Schicht 5 ist als p-leitende Schicht
ausgebildet, kann aber auch eine n-leitende Schicht sein, wobei
jedoch das Zusammensetzungsverhältnis 1 x y 0 erfüllt
werden muß, um sicherzustellen, daß die aktive Schicht 5
einen größeren Brechungsindex aufweist als die Deckschichten 3
und 7. Weiter ist auf der oberen Abdeckschicht 9 eine n
leitende Elektrode 11 aufgebracht, während eine p-leitende
Elektrode 13 unter dem Halbleitersubstrat 1 angebracht ist.
Weiter ist im Bereich N des Halbleitersubstrates 1 eine
Überwachungsfotodiode (MPD) mit dem gleichen Aufbau wie
dem der Laserdiode (LD) gebildet, so daß die p-leitende
Elektrode 13 als gemeinsame Elektrode dient. Die MPD
empfängt die von der anderen lichtaussendenden Fläche der
LD herkommenden Lichtstrahlen, und wenn eine
Sperrvorspannung angelegt wird, trennen die ausgesandten
Lichtstrahlen in der aktiven Schicht 5 der MPD die
Ladungsträger in Elektronen und Löcher, so daß zwischen
der n-leitenden Elektrode 11 und der p-leitenden Elektrode
13 ein Strom fließt.
Die Stärke des Stromes ist proportional zur Intensität der
von der lichtaussendenden Fläche der einen Seite der LD
kommenden Lichtstrahlen, so daß die Stärke der
Lichtstrahlen durch eine äußere Schaltung gemäß der Stärke
des Stromes gesteuert wird. Im vorliegenden Falle besitzen
die aktiven Schichten 5 der LD und der MPD die
gleichen Energiebandlücken und sind wegen des sehr hohen
Kopplungswirkungsgrades auch phasengleich. Weiter wird im
Falle, daß die von der Laserdiode ausgesandten
Lichtstrahlen nach Reflexion an der lichtempfangenden
Fläche der Überwachungsfotodiode auf die Laserdiode
zurückkehren, das Signal-Rausch-Verhältnis (SN) der LD
verschlechtert, weshalb die lichtempfangende Fläche der
MPD relativ zum Substrat 1 geneigt ist. Das
Halbleitersubstrat 1 wird also zunächst in der Senkrechten
abgeätzt, um die lichtaussendende Seite der LD zu bilden,
und dann wird der NPD-Teil erneut derart abgeätzt, daß die
lichtempfangende Fläche der MPD einen bestimmten
Neigungswinkel einnimmt.
Die beschriebene Verbund-Halbleitervorrichtung dient als
Sendevorrichtung in Kommunikationssystemen, kann aber auch
als Sende-/Empfangsvorrichtung benutzt werden, indem sie mit
der Empfangs-PD (im folgenden mit RPD abgekürzt) in einer
Hybridstruktur zusammengefaßt wird. Die beschriebene Verbund-
Halbleitervorrichtung erfordert zur Bildung der
lichtempfangenden Fläche der Überwachungsfotodiode ein
zweimaliges Abätzen. Wenn die Verbund-Halbleitervorrichtung
weiter in einem Datenübertragungssystem verwendet wird, erhöht
die hybride Kombination mit der Aufnahmefotodiode den
Leistungsverbrauch und erschwert die Erzielung hoher Dichten,
als auch die Herstellungskosten.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Verbund-
Halbleitervorrichtung zu schaffen, bei der eine Laserdiode und
eine Empfangsfotodiode auf demselben Chip hergestellt sind,
wobei ein hohes Signal/Rauschverhältnis gewährleistet und
minimale gegenseitige Interferenz sichergestellt wird und das
Herstellungsverfahren durch Bilden der lichtempfangenden Fläche
der Überwachungsfotodiode senkrecht zum Halbleitersubstrat
vereinfacht wird.
Diese Aufgabe wird gelöst wie im Kennzeichen des Anspruches 1
angegeben.
Bei der Verbund-Halbleitervorrichtung gemäß der Erfindung, bei
der eine Laserdiode und eine Detektorfotodiode zur Steuerung
der Intensität der Lichtstrahlen über eine äußere Schaltung
durch Erfassen der Intensität der von der
Laserdiode ausgesandten Lichtstrahlen auf demselben
Halbleitersubstrat hergestellt sind, ist eine
lichtempfangende Seite der
Detektorfotodiode zum Empfangen der von der Laserdiode
ausgesandten Lichtstrahlen senkrecht zum
Halbleitersubstrat angeordnet und einer lichtaussendenden
Seite der Laserdiode mit einem vorbestimmten
Neigungswinkel zugekehrt ist.
Die Verbund-Halbleitervorrichtung weist folgende
Komponenten auf:
eine rechteckige, polförmige Laserdiode, eine dreieckige, polförmige Detektorfotodiode, bei der eine Seite senkrecht zum Halbleitersubstrat steht und der lichtaussendenden Seite der Laserdiode unter einem vorbestimmten Winkel zugekehrt ist, so daß das auf der Seite reflektierte Licht nicht zur lichtaussendenden Seite der Laserdiode zurückkehren kann, und bei der die andere Seite einen vom vorbestimmten Winkel verschiedenen Winkel einnimmt; und eine dreieckige, polförmige Empfangsfotodiode, die symmetrisch zur Detektorfotodiode angeordnet ist, derart, daß alle Dioden auf demselben Halbleitersubstrat ausgebildet sind.
eine rechteckige, polförmige Laserdiode, eine dreieckige, polförmige Detektorfotodiode, bei der eine Seite senkrecht zum Halbleitersubstrat steht und der lichtaussendenden Seite der Laserdiode unter einem vorbestimmten Winkel zugekehrt ist, so daß das auf der Seite reflektierte Licht nicht zur lichtaussendenden Seite der Laserdiode zurückkehren kann, und bei der die andere Seite einen vom vorbestimmten Winkel verschiedenen Winkel einnimmt; und eine dreieckige, polförmige Empfangsfotodiode, die symmetrisch zur Detektorfotodiode angeordnet ist, derart, daß alle Dioden auf demselben Halbleitersubstrat ausgebildet sind.
Ein Verfahren zur Herstellung der Verbund-
Halbleitervorrichtung weist folgende Schritte auf:
Epitaxie-Aufwachsen einer ersten Deckschicht eines ersten Leitungstyps, einer aktiven Schicht eines ersten oder eines zweiten Leitungstyps, einer zweiten Deckschicht einer zweiten Leitungstyps und einer oberen Abdeckschicht eines zweiten Leitungstyps, wobei diese Schichten nacheinander auf einem Halbleitersubstrat eines ersten Leitungstyps aufgebracht werden; Herstellen einer Elektrode eines ersten Leitungstyps und einer Elektrode eines zweiten Leitungstyps jeweils unter dem Substrat und auf der oberen Abdeckschicht; und Herstellen einer rechteckigen, polförmigen Laserdiode sowie einer dreieckigen, polförmigen Detektorfotodiode und einer Empfangsfotodiode, die symmetrisch zueinander ausgebildet sind, durch Ausführen eines einzelnen Rundlaufs anisotropischen Ätzens auf eine vorbestimmte Tiefe des Halbleitersubstrates.
Epitaxie-Aufwachsen einer ersten Deckschicht eines ersten Leitungstyps, einer aktiven Schicht eines ersten oder eines zweiten Leitungstyps, einer zweiten Deckschicht einer zweiten Leitungstyps und einer oberen Abdeckschicht eines zweiten Leitungstyps, wobei diese Schichten nacheinander auf einem Halbleitersubstrat eines ersten Leitungstyps aufgebracht werden; Herstellen einer Elektrode eines ersten Leitungstyps und einer Elektrode eines zweiten Leitungstyps jeweils unter dem Substrat und auf der oberen Abdeckschicht; und Herstellen einer rechteckigen, polförmigen Laserdiode sowie einer dreieckigen, polförmigen Detektorfotodiode und einer Empfangsfotodiode, die symmetrisch zueinander ausgebildet sind, durch Ausführen eines einzelnen Rundlaufs anisotropischen Ätzens auf eine vorbestimmte Tiefe des Halbleitersubstrates.
Weitere Vorteile der Erfindung gehen aus
der detaillierten Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die
beigefügten Zeichnungen hervor.
Fig. 1 stellt eine Schnittansicht einer herkömmlichen
Verbund-Halbleitervorrichtung dar;
Fig. 2 stellt eine Draufsicht auf eine
Verbund-Halbleitervorrichtung gemäß der
vorliegenden Erfindung dar; und
Fig. 3 stellt eine Seitenansicht der in Fig. 2
veranschaulichten Vorrichtung dar.
Fig. 2 stellt eine Draufsicht auf eine Ausführungsform der
Verbund-Halbleitervorrichtung gemäß der Erfindung dar,
während Fig. 3 eine Seitenansicht der
Verbund-Halbleitervorrichtung, gesehen in Richtung des
Pfeiles A, wiedergibt. Die Verbund-Halbleitervorrichtung
weist eine Laserdiode (LD), eine Überwachungsfotodiode
(MPD) und eine Empfangsfotodiode (RPD) auf demselben Chip
auf, derart, daß die LD im Bereich L, die MPD im Bereich M
und die RPD im Bereich R gebildet ist. Die LPD, die MPD
und die RPD sind so aufgebaut, daß auf einem p-leitenden
Halbleitersubstrat 21 auf GaAs nacheinander eine p-leitende
erste Deckschicht 23 aus AlxGa1-xAs, eine p-Ieitende aktive
Schicht 25 aus AlyGa1-yAs, eine n-leitende zweite Deckschicht
27 aus AlxGa1-xAs, eine n-leitende obere Abdeckschicht 29 aus
GaAs sowie eine n-leitende Elektrode 31 aus AuGe/Ni/Au
aufgeschichtet sind, wobei die Laserdiode (LD), die
Überwachungsfotodiode (MPD) und die Empfangsfotodiode (RPD)
voneinander durch isolierende Zwischenräume 35 getrennt sind.
Weiter ist unter dem Halbleitersubstrat 21 eine p-leitende
Elektrode 33 aus AuZn/Au angebracht.
Bei der dargestellten Ausführungsform ist die aktive
Schicht 25 eine p-leitende Schicht, kann aber auch als
n-leitende Schicht ausgebildet sein, wobei das
Zusammensetzungsverhältnis auf Basis der Beziehung 1 x
y 0 bestimmt ist, damit der Brechungsindex der
aktiven Schicht 25 größer als derjenige der ersten und
der zweiten Deckschicht 23 und 27 ausfällt. Weiter ist die
LD in Form eines rechteckigen Pols ausgebildet, während
die MPD und die RPD als symmetrische, dreieckige Pole bzw.
Stollen ausgebildet sind. Diese Elemente sind voneinander
durch die Isolierzwischenräume 35 getrennt, die senkrecht
zum Halbleitersubstrat verlaufen. Es sei angenommen, daß
die Innenwinkel der Fläche der Überwachungsfotodiode,
gesehen in Richtung des Pfeiles A, die Größe Θ₁ und Θ₂
besitzen. Dann ergeben sich die Innenwinkel der Seite der
Empfangsfotodiode, gesehen aus der zum Pfeil A umgekehrten
Richtung, zu Θ₁ und Θ₂. Wird die Breite der Laserdiode
mit W₁ und ihre Länge mit l bezeichnet, kann die Gesamtlänge
der Halbleitervorrichtung lT wie folgt definiert werden:
In der Gleichung bezeichnet W₂ die Breite des
Isolierzwischenraumes 35 zwischen den jeweiligen
Halbleiterelementen. Die in der Formel erscheinenden
Minimalwinkel Θ₁ und Θ₂, die keine gegenseitige
Beeinflussung der Elemente verursachen, werden wie folgt
berechnet:
In der zweiten Formel (für Θ₂) stellt nd den
Brechungsindex der aktiven Schicht 25 und ns den
Brechungsindex der die Elemente isolierenden Zwischenräume
dar. Daher hängt Θ₁ von der Breite W₁ der Laserdiode und
der Breite W₂ der die Elemente isolierenden Zwischenräume
35 ab, während Θ₂ durch die Brechungsindices der
aktiven Schichten 25 und der die Elemente isolierenden
Zwischenräume 35 sowie vom Winkel Θ₁ abhängt, wobei
und Θ₂ Winkel von weniger als π/2 Radian sind. Während
des Betriebes der Halbleitervorrichtung kann ihr
fehlerhaftes Funktionieren durch Justieren der Winkel Θ₁
und Θ₂ verhindert werden, d. h., daß während des
Betriebes der Laserdiode die Sendelichtstrahlen (a) von
einer der lichtaussendenden Fläche emittiert werden,
während die Lichtstrahlen (b) von der anderen
lichtaussendenden Fläche emittiert werden, um die
Intensitäten bzw. Stärken des Lichtstrahles (a) zu
erfassen und abzustimmen. Es sollte sichergestellt werden,
daß die von einer Fläche der Überwachungsfotodiode
reflektierten oder von ihr ausgehenden Lichtstrahlen nicht
durch Rückkehr auf die Laserdiode ein verringertes
S/N-Verhältnis erfahren. Falls die Größe des Winkels Θ₁
mit 60° angenommen wird, treffen die von der anderen
Fläche ausgesandten Lichtstrahlen (b) auf die eine Fläche
der Überwachungsfotodiode unter dem Winkel von 60° auf.
Somit fallen Lichtstrahlen (d), die von der einen Fläche
reflektiert werden, nicht mehr in die Vorrichtung zurück.
Nunmehr wird die Betriebsweise der wie oben beschrieben
aufgebauten Verbund-Halbleitervorrichtung erläutert.
Wenn eine Aussendung durch Ansteuern der Laserdiode
veranlaßt wird und eine Spannung an die n-leitende und die
p-leitende Elektrode 31 und 33 der LD angelegt ist,
vereinigen sich die von der aktiven Schicht 25
injizierten Löcher und Elektronen unter Aussendung von
Lichtstrahlen. Diese Lichtstrahlen werden in Schwingung
versetzt, um durch die lichtaussendenden Flächen der LD in
Form von Lichtstrahlen (a), (b) auszutreten. Die durch
eine lichtaussendende Fläche freigegebenen Lichtstrahlen
(a) sind zum Aussenden bzw. Übertragen bestimmt, während
die durch die andere lichtaussendende Fläche freigegebenen
Lichtstrahlen (b) zur Erfassung der Intensität der
Lichtstrahlen (a) durch Eintritt in die
Überwachungsfotodiode (MPD) bestimmt sind. Falls die
Lichtstrahlen (b) in die MPD eintreten, werden
Lichtstrahlen (c) entsprechend dem Brechungsindex ND der
aktiven Schicht 25 gebrochen. Wenn weiter eine
Sperrvorspannung an die n-leitende und die p-leitende
Elektrode 31 bzw. 33 angelegt wird, erfolgt eine Trennung
der Ladungen in Elektronen und positive Löcher innerhalb
der aktiven Schicht 25 der MPD, wodurch ein Stromfluß
erzeugt wird. Die Größe des Stromes ist der Intensität der
in die MPD einfallenden Lichtstrahlen (b) proportional, so
daß die Intensität der von der Laserdiode (LD)
ausgesandten Lichtstrahlen (a) durch eine äußere Schaltung
gesteuert werden kann. Wenn die Lichtstrahlen (b) weiter
in eine Fläche der MPD eintreten, wird eine vorbestimmte
Menge an Lichtstrahlen (c) reflektiert. Diese eine Fläche
der MPD steht senkrecht zum Halbleitersubstrat 21, ist
aber um 90°-Θ₁ relativ zur anderen lichtaussendenden
Fläche der Laserdiode geneigt, so daß die Lichtstrahlen
(d) nicht erneut in die andere lichtaussendende Fläche der
LD eintreten.
Weiter wird die winzige Menge an Lichtstrahlen (c), die
nicht von den Lichtstrahlen (d) in der MPD abgetrennt
wurde, in Form von Lichtstrahlen (e) freigegeben und tritt
in die Empfangsfotodiode (RPD) ein. Sie werden jedoch
aufgrund des Brechungsindexes ns des die Elemente
isolierenden Zwischenraumes 35 und des Brechungsindexes
der aktiven Schicht 25 der RPD reflektiert, so daß sie
nicht in die Empfangsfotodiode eindringen können, sondern
als Lichtstrahlen (f) in die Luft gestreut werden.
Wenn andererseits durch Ansteuern der Empfangsfotodiode
(RPD) ein Empfangsbetrieb eingeleitet wird, erfolgt beim
Eintreten von Lichtstrahlen (g) und beim Anliegen einer
Sperrvorspannung eine Trennung der Ladungen in Elektronen
und Löchern als Folge des Stromflusses zwischen der
n-leitenden und der p-leitenden Elektrode 31 bzw. 33.
Unter diesen Umständen werden die Lichtstrahlen (g) nicht
vollständig absorbiert, sondern ein Teil von ihnen wird
als Lichtstrahlen (h) reflektiert, während Lichtstrahlen
(i), die in der aktiven Schicht 25 absorbiert werden,
nicht vollständig zur Trennung der Ladungsträger in
Elektronen und Löcher umgesetzt werden, so daß
Lichtstrahlen (j) zur Überwachungsfotodiode (MPD)
gelangen. Die Lichtstrahlen (j) weisen einen kleinen
Einfallswinkel zu der einen Fläche der MPD auf und treten
daher nicht in diese ein, sondern werden vollständig als
Lichtstrahlen (k) reflektiert, und zwar aufgrund des
Brechungsindexes ns der die Elemente trennenden
Zwischenräume 35 und des Brechungsindexes nd der
aktiven Schicht 25 der MPD.
Bei der beschriebenen Verbund-Halbleitervorrichtung
befinden sich die LD, die MPD und die RPD auf dem gleichen
Halbleitersubstrat, doch können darauf auch nur die LD und
die MPD angebracht sein. Nachfolgend wird das
Herstellungsverfahren der beschriebenen
Verbund-Halbleitervorrichtung erläutert.
Auf einem p-leitenden Halbleitersubstrat 21 aus GaAs werden
durch Flüssigphasen-Epitaxie (LPE) Molekularstrahl-Epitaxie
(MBE) oder metallorganische, chemische Dampfniederschlagungen
(MOCVD) nacheinander folgende Schichten aufgebracht: eine p-
leitende erste Deckschicht 23 aus AlxGa1-xAs, eine p-leitende
oder n-leitende aktive Schicht 25 aus AlyGa1-yAs, eine
n-leitende zweite Deckschicht 27 aus AlxGa1-xAs und eine
n-leitende obere Abdeckschicht 29 aus GaAs. Dann wird eine
n-leitende Elektrode 31 aus AuGe/Ni/Au auf der oberen
Abdeckschicht 29 gebildet, während eine p-leitende Elektrode 33
aus AuZn/Au unter dem Substrat 21 angebracht wird.
Anschließend wird auf der Oberfläche der n-leitenden
Elektrode 31 ein Fotomaskenmuster erzeugt und das Substrat
21 durch ein anisotropes Ätzverfahren, wie beispielsweise
Ionenstrahlätzen, auf eine vorbestimmte Tiefe abgeätzt, so
daß isolierende Zwischenräume 35 zwischen den Elementen
zwecks Abgrenzung bzw. Definition der LD, der MPD und der
RPD erzeugt werden, wobei das Fotomaskenmuster beseitigt
wird. Im vorliegenden Falle wird die Laserdiode (LD) in
rechteckiger Form und die Überwachungsfotodiode sowie die
Empfangsfotodiode in dreieckiger Polform durch einen
einzelnen Ätzvorgang hergestellt, derart, daß die MPD und
die RPD symmetrisch ausfallen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden die jeweiligen
Schichten, wie beschrieben, auf dem gleichen
Halbleitersubstrat hergestellt, und es wird ein einziger
Arbeitsgang anisotropen Ätzens ausgeführt, um die
rechteckige, polförmige Laserdiode und die jeweils
dreieckige, polförmige, symmetrische Überwachungsfotodiode
sowie die Empfangsfotodiode durch Justieren der Winkel
Θ₁ und Θ₂ herzustellen. Daher können gemäß der
vorliegenden Erfindung leicht eine hohe Dichte und
Einsparungen beim Leistungsverbrauch und den
Herstellungskosten erzielt werden. Weiter werden die
senkrecht zum Halbleitersubstrat und relativ zur
lichtaussendenden Fläche der Laserdiode geneigten
Fotodioden in einem einzigen Ätzprozeß hergestellt, so daß
das Herstellungsverfahren einfach wird. Bei der
beschriebenen Ausführungsform der Erfindung basiert die
Verbund-Halbleitervorrichtung auf dem Material GaAs; doch
kann auch InP verwendet werden.
Claims (6)
1. Verbund-Halbleitervorrichtung, bei der eine Laserdiode
(LD) und eine erste Photodiode (MPD) zum Empfang eines
Teils der von der Laserdiode (LD) emittierten Strahlung
benachbart zueinander auf einem gemeinsamen
Halbleitersubstrat (21) angeordnet sind, wobei
- a) die Emissionsflächen der Laserdiode (LD) und die Seitenflächen der ersten Photodiode (MPD) senkrecht zu der Oberfläche des Halbleitersubstrates (21) ausgerichtet sind, auf der die Laserdiode (LD) und die erste Photodiode (MPD) angeordnet sind;
- b) eine erste Seitenfläche der ersten Photodiode (MPD) unter einem vorgegebenen ersten Winkel (Θ₁) bezüglich der senkrechten auf der Emissionsfläche der Laserdiode (LD) ausgerichtet ist, die den genannten Teil der Strahlung emittiert; und
- c) eine zweite Seitenfläche der ersten Photodiode (MPD) unter einem vorgegebenen Winkel (180°-Θ₂) bezüglich der senkrechten auf dieser Emissionsfläche ausgerichtet ist;
dadurch gekennzeichnet, daß
- d) eine zweite Photodiode (RPD) zum Empfang von Strahlung einer externen Strahlungsquelle vorgesehen ist, die benachbart zur zweiten Seitenfläche der ersten Photodiode (MPD) auf dem gemeinsamen Halbleitersubstrat (21) angeordnet ist und deren Seitenflächen ebenfalls senkrecht zur Oberfläche des Halbleitersubstrats (21) ausgerichtet sind;
- e) eine erste Seitenfläche der zweiten Photodiode (RPD) und die zweite Seitenfläche der ersten Photodiode (MPD) parallel zueinander und mit einem Zwischenraum (35) dazwischen ausgerichtet sind; und
- f) eine zweite Seitenfläche der zweiten Photodiode (RPD) und die erste Seitenfläche der ersten Photodiode (MPD) parallel zueinander ausgerichtet sind, so daß die in die zweite Seitenfläche der zweiten Photodiode (RPD) eintretende und sich in der zweiten Photodiode (RPD) ausbreitende Strahlung der externen Strahlungsquelle nicht in die erste Photodiode (MPD) eintreten kann, nachdem sie an der ersten Seitenfläche der zweiten Photodiode (RPD) gebrochen worden ist.
2. Verbund-Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die erste Photodiode (MPD) und die
zweite Photodiode (RPD) eine dreieckförmige Gestalt
aufweisen.
3. Verbund-Halbleitervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die erste zweite Photodiode (MPD, RPD)
eine kongruente Gestalt besitzen.
4. Verbund-Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Laserdiode (LD) eine rechteckige
Form besitzt.
5. Verbund-Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß der erste Winkel (Θ₁) kleiner als
derjenige Maximalwinkel ist, bei dem der von der
Laserdiode (LD) ausgesandte Teilstrahl nach der Reflexion
an der ersten Seitenfläche der ersten Photodiode (MPD)
noch zur Laserdiode zurückkehrt.
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