JP2001345508A - Semiconductor light-emitting device and semiconductor substrate - Google Patents

Semiconductor light-emitting device and semiconductor substrate

Info

Publication number
JP2001345508A
JP2001345508A JP2000162026A JP2000162026A JP2001345508A JP 2001345508 A JP2001345508 A JP 2001345508A JP 2000162026 A JP2000162026 A JP 2000162026A JP 2000162026 A JP2000162026 A JP 2000162026A JP 2001345508 A JP2001345508 A JP 2001345508A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
semiconductor
light emitting
substrate
emitting device
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
JP2000162026A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3596428B2 (en
Inventor
Shoichi Takasuka
祥一 高須賀
Naoki Nakanishi
直樹 中西
Kazuhiko Yamanaka
一彦 山中
Hideyuki Nakanishi
秀行 中西
Daisuke Ueda
大助 上田
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.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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 Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP2000162026A priority Critical patent/JP3596428B2/en
Publication of JP2001345508A publication Critical patent/JP2001345508A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3596428B2 publication Critical patent/JP3596428B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the high-speed responsiveness and light reception efficiency of a light-emitting device. SOLUTION: A silicon single-crystal substrate 5, a silicon oxide film layer 4, and an N-type silicon single-crystal substrate 1 are provided. In the silicon single-crystal substrate 5, a surface that is inclined at approximately 10 deg. in the [011] direction from the 100} surface is set to a main surface. The silicon oxide film layer 4 is an insulating layer, that is laminated at the upper part of the silicon single-crystal substrate 5. In the N-type silicon single-crystal substrate 1, the 100} surface that is laminated at the upper part of the silicon oxide film layer 4 is set to the main surface. On the bottom surface of a recessed part reaching the silicon single crystal substrate 5, a semiconductor laser element 10 is arranged.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光ディスク装置等
に用いられる半導体発光装置および半導体基板に関する
ものである。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a semiconductor light emitting device and a semiconductor substrate used for an optical disk device or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】現在、広く普及しているコンパクトディ
スク(CD)やデジタルヴァーサタイルディスク(DV
D)といった光ディスク装置に搭載される光ピックアッ
プには、光源である半導体レーザ素子と、光ディスクか
らの反射光を受光してサーボ信号および再生信号を検出
するための受光素子が必要である。近年、光ピックアッ
プの組立工程を簡素化し、光ピックアップおよび光ディ
スク装置を小型化する目的で、光源である半導体レーザ
素子と検出部である受光素子、さらには信号演算回路を
集積化した半導体発光装置が数多く提案されてきた。そ
の一例を図6および図7に示す。このような構成は、例
えば特公平6−44657号公報に記載されている。以
下、この構成について概説する。なお、図6は平面図、
図7は図6のE−E線に沿う断面図である。
2. Description of the Related Art At present, compact disks (CDs) and digital versatile disks (DVs) are widely used.
An optical pickup mounted on an optical disk device such as D) requires a semiconductor laser element as a light source and a light receiving element for receiving reflected light from the optical disk and detecting a servo signal and a reproduction signal. In recent years, for the purpose of simplifying the assembly process of the optical pickup and reducing the size of the optical pickup and the optical disk device, a semiconductor light emitting device in which a semiconductor laser element as a light source, a light receiving element as a detection unit, and a signal operation circuit are integrated. Many have been proposed. One example is shown in FIGS. Such a configuration is described in, for example, Japanese Patent Publication No. 6-44657. Hereinafter, this configuration will be outlined. FIG. 6 is a plan view,
FIG. 7 is a sectional view taken along line EE in FIG.

【0003】図面において、101は半導体基板、10
2は傾斜した反射面で半導体基板101の略中央部に形
成されており、この傾斜した反射面は結晶方向の適宜な
選択に基づく異方性エッチングにより形成され、半導体
基板101表面に対して略45°の傾斜角度を有してい
る。103は反射面102の下端部とV状溝104を介
して連なるレーザ素子固着面で、半導体基板101表面
と平行に反射面102から遠ざかる方向に延びている。
105は該レーザ素子固着面103の反射面102側の
領域に形成された半田層で、該半田層105上に半導体
レーザ素子106がボンディングされている。107は
その半導体レーザ素子106の活性層である。該半導体
レーザ素子106はそのレーザビーム出射端面108が
反射面102側を向くような向きでボンディングされ
る。レーザ素子固着面103の半導体レーザ素子ボンデ
ィング部の後側(即ち、モニター用レーザビーム出射端
面109側)にはモニター用レーザビームを受光するA
PC用フォトダイオード素子110が形成されている。
111はサーボ用4分割フォトデテクタで、4つのフォ
トダイオード素子112a、112b、112c、11
2dからなる。この4つのフォトダイオード素子112
a、112b、112c、112dは反射面102のま
わりに形成されている。
In the drawings, reference numeral 101 denotes a semiconductor substrate, 10
Reference numeral 2 denotes an inclined reflecting surface which is formed substantially at the center of the semiconductor substrate 101. The inclined reflecting surface is formed by anisotropic etching based on an appropriate selection of a crystal direction, and is substantially formed with respect to the surface of the semiconductor substrate 101. It has a 45 ° tilt angle. Reference numeral 103 denotes a laser element fixing surface connected to the lower end portion of the reflection surface 102 via the V-shaped groove 104, and extends in a direction away from the reflection surface 102 in parallel with the surface of the semiconductor substrate 101.
Reference numeral 105 denotes a solder layer formed in a region on the reflection surface 102 side of the laser element fixing surface 103, and a semiconductor laser element 106 is bonded on the solder layer 105. Reference numeral 107 denotes an active layer of the semiconductor laser device 106. The semiconductor laser element 106 is bonded in such a manner that its laser beam emitting end face 108 faces the reflection surface 102 side. A laser light for receiving the monitoring laser beam is provided on the rear side of the semiconductor laser device bonding portion of the laser device fixing surface 103 (that is, on the monitoring laser beam emitting end surface 109 side).
A PC photodiode element 110 is formed.
Reference numeral 111 denotes a servo four-divided photodetector, which includes four photodiode elements 112a, 112b, 112c, and 11
2d. These four photodiode elements 112
a, 112b, 112c, 112d are formed around the reflective surface 102.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の半導体発光装置においては、サーボ用4分割フォトデ
テクタ111と半導体基板101との間に生じる寄生容
量のために光ディスク装置の高速応答性が悪く、近年市
場からの要望が増大している再生専用CD(CD−RO
M)または再生専用DVD(DVD−ROM)の高倍速
再生に対応できないという課題があった。
However, in the above-mentioned conventional semiconductor light emitting device, the high speed response of the optical disk device is poor due to the parasitic capacitance generated between the servo four-divided photodetector 111 and the semiconductor substrate 101. Read-only CDs (CD-ROs), which are increasing in demand from the market
M) or high-speed playback of a read-only DVD (DVD-ROM).

【0005】また、CD−ROM再生には780nm帯
の波長が使用され、DVD−ROM再生には650nm
帯の波長が使用されるが、これらの光を同一の受光素子
で受光する場合、受光素子への侵入長が異なるため、両
方の光に対して受光素子が効率良く受光できなかった。
A 780 nm band wavelength is used for CD-ROM reproduction, and a 650 nm band is used for DVD-ROM reproduction.
The band wavelength is used, but when these lights are received by the same light receiving element, the light receiving elements cannot efficiently receive both lights because the penetration lengths into the light receiving element are different.

【0006】そこで、本発明は上記従来の課題を解決
し、発光素子を配置するのに適したシリコン単結晶層
と、信号演算回路ならびに受光素子を形成するためのシ
リコン単結晶層とを、絶縁層を介して積層した半導体基
板を使用することにより、高速応答性ならびに受光感度
に優れ、受発光素子の集積に適した半導体発光装置を提
供することを目的とする。
In view of the above, the present invention solves the above-mentioned conventional problems and insulates a silicon single crystal layer suitable for disposing a light emitting element from a silicon single crystal layer for forming a signal operation circuit and a light receiving element. It is an object of the present invention to provide a semiconductor light emitting device which is excellent in high-speed response and light receiving sensitivity and is suitable for integration of light receiving and emitting elements by using a semiconductor substrate laminated via layers.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の半導体発光装置は、基板と、前記基板の上に
形成された絶縁層と、前記絶縁層の上に形成された半導
体層とを有し、前記基板の上には半導体発光素子が載置
され、前記半導体層には電子素子が形成されたものであ
る。
According to the present invention, there is provided a semiconductor light emitting device, comprising: a substrate; an insulating layer formed on the substrate; and a semiconductor layer formed on the insulating layer. And a semiconductor light emitting element is mounted on the substrate, and an electronic element is formed on the semiconductor layer.

【0008】この構成により、基板と半導体層との間に
絶縁層を有しているので、基板と電子素子との間に生じ
る寄生容量の影響が小さくなり、光ディスク装置の高速
応答性が著しく向上する。
With this configuration, since the insulating layer is provided between the substrate and the semiconductor layer, the influence of the parasitic capacitance generated between the substrate and the electronic element is reduced, and the high-speed response of the optical disk device is remarkably improved. I do.

【0009】本発明の半導体発光装置は、かかる構成に
つき、基板の一部に凹部が形成され、前記凹部に前記半
導体発光素子が載置され、前記凹部の側面に前記半導体
発光素子からの光を反射するミラーが形成されたことに
より、半導体発光素子を基板の上に集積配置させること
ができて半導体発光装置を小型化することができる。
According to the semiconductor light emitting device of the present invention, a concave portion is formed in a part of the substrate, the semiconductor light emitting element is mounted on the concave portion, and light from the semiconductor light emitting element is placed on a side surface of the concave portion. Since the reflecting mirror is formed, the semiconductor light emitting element can be integrated and arranged on the substrate, and the semiconductor light emitting device can be downsized.

【0010】本発明の半導体発光装置は、かかる構成に
つき、前記凹部の一側面と、前記凹部の底面とがなす角
度が40°以上50°以下であることにより、半導体発
光素子から放射される光を基板に対してほぼ垂直な方向
に導くことができる。
[0010] In the semiconductor light emitting device of the present invention, the light emitted from the semiconductor light emitting element can be obtained by setting the angle between one side surface of the concave portion and the bottom surface of the concave portion to be not less than 40 ° and not more than 50 °. In a direction substantially perpendicular to the substrate.

【0011】本発明の半導体発光装置は、かかる構成に
つき、基板は{100}面から[011]方向に傾斜し
た面を主面とする基板であることにより、凹部の一側面
を{111}面として45°ミラーとすることができ
る。
In the semiconductor light emitting device according to the present invention, the substrate has a principal surface whose surface is inclined in the [011] direction from the {100} plane. Can be a 45 ° mirror.

【0012】本発明の半導体発光装置は、かかる構成に
つき、傾斜した面の{100}面に対する傾斜角度が5
°以上15°以下であることにより、凹部の一側面を
{111}面として半導体発光素子の端面に対して40
°以上50°以下の傾斜を有するミラーとすることがで
きる。
According to the semiconductor light emitting device of the present invention, the inclination angle of the inclined plane with respect to the {100} plane is 5
When the angle is not less than 15 ° and not more than 15 °, one side surface of the concave portion is defined as a {111} surface, and the side surface is 40 ° with respect to the end surface of the semiconductor light emitting element.
The mirror may have a tilt of not less than 50 ° and not more than 50 °.

【0013】本発明の半導体発光装置は、かかる構成に
つき、発光素子より放射される光の真空中での波長を
λ、前記絶縁層の膜厚をD、前記絶縁層の屈折率をNと
したとき、ほぼ
According to the semiconductor light emitting device of the present invention, the wavelength of the light emitted from the light emitting element in a vacuum is λ, the thickness of the insulating layer is D, and the refractive index of the insulating layer is N. When almost

【0014】[0014]

【数4】 (Equation 4)

【0015】(但しmは整数)の関係を満たすものであ
る。
(Where m is an integer).

【0016】この構成により、さらに基板と絶縁層と半
導体層とで屈折率差の違いにより反射ミラーが形成され
るので、基板へ侵入していく光を電子素子の形成された
半導体層へと反射させることができ、電子素子が受光す
る光の量が増加する。
According to this configuration, since a reflection mirror is formed due to a difference in refractive index between the substrate, the insulating layer and the semiconductor layer, light entering the substrate is reflected to the semiconductor layer on which the electronic element is formed. And the amount of light received by the electronic element increases.

【0017】本発明の半導体発光装置は、かかる構成に
つき、発光素子より放射される光の真空中での波長を
λ、前記絶縁層の膜厚をD、前記絶縁層の屈折率をN、
前記絶縁層中での進行方向と前記絶縁層の積層方向との
なす角度をθとしたとき、
According to the semiconductor light emitting device of the present invention, the wavelength of the light emitted from the light emitting element in a vacuum is λ, the thickness of the insulating layer is D, the refractive index of the insulating layer is N,
When an angle between a traveling direction in the insulating layer and a laminating direction of the insulating layer is θ,

【0018】[0018]

【数5】 (Equation 5)

【0019】(但しmは整数)の関係を満たすものであ
る。
(Where m is an integer).

【0020】この構成により、さらに基板と絶縁層と半
導体層とで屈折率差の違いにより反射ミラーが形成され
るので、基板へ侵入していく光を電子素子の形成された
半導体層へ向けて反射させることができ、電子素子が受
光する光の量が増加する。
According to this configuration, since a reflection mirror is formed due to a difference in refractive index between the substrate, the insulating layer, and the semiconductor layer, light entering the substrate is directed toward the semiconductor layer on which the electronic element is formed. It can be reflected, increasing the amount of light received by the electronic element.

【0021】本発明の半導体発光装置は、かかる構成に
つき、発光素子より放射される光の前記絶縁層での反射
率が30%以上であることにより、従来の場合よりも電
子素子の形成された半導体層へ向けてより多くの光を反
射させることができる。
According to the semiconductor light emitting device of the present invention, with the above structure, the reflectance of light emitted from the light emitting element at the insulating layer is 30% or more, so that the electronic element is formed more than in the conventional case. More light can be reflected toward the semiconductor layer.

【0022】本発明の半導体基板は、基板と、前記基板
の上に形成された絶縁層と、前記絶縁層の上に形成され
た半導体層とを有し、前記絶縁層を伝わる光の真空中で
の波長をλ、前記絶縁層の膜厚をD、前記絶縁層の屈折
率をN、前記絶縁層中での進行方向と前記絶縁層の積層
方向とのなす角度をθとしたとき、
A semiconductor substrate according to the present invention includes a substrate, an insulating layer formed on the substrate, and a semiconductor layer formed on the insulating layer. Λ, the thickness of the insulating layer is D, the refractive index of the insulating layer is N, and the angle between the traveling direction in the insulating layer and the laminating direction of the insulating layer is θ,

【0023】[0023]

【数6】 (Equation 6)

【0024】(但しmは整数)の関係を満たすものであ
る。
(Where m is an integer).

【0025】この構成により、基板と絶縁層と半導体層
との屈折率差の違いが生じるので、絶縁層を反射ミラー
として利用することができる。
With this configuration, a difference in the refractive index difference between the substrate, the insulating layer, and the semiconductor layer occurs, so that the insulating layer can be used as a reflection mirror.

【0026】[0026]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を用いて説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0027】(実施形態1)図1から図3を用いて本発
明の実施形態1における半導体基板を説明する。図1は
本発明の実施形態1における半導体発光装置の断面図で
ある。この半導体発光装置は大きく分けて3つの層から
構成されている。すなわち、(100)面またはそれと
等価である面((001)面および(010)面、以下
(100)面に等価である面のうち適当に選ばれた1つ
を(100)面を含めて{100}面という)から<0
11>等価方向(<011>、<101>、<110
>、以下これらの等価方向のうち適当に選ばれた1つを
[011]方向という)に約10°傾斜した面を主面と
するシリコン単結晶基板5と、その上部に積層された絶
縁層であるシリコン酸化膜層4と、シリコン酸化膜層4
の上部に積層された{100}面を主面とするN型シリ
コン単結晶基板1よりなる。
(Embodiment 1) A semiconductor substrate according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a sectional view of a semiconductor light emitting device according to Embodiment 1 of the present invention. This semiconductor light emitting device is roughly composed of three layers. That is, the (100) plane or a plane equivalent to the plane ((001) plane and (010) plane, hereinafter appropriately selected one of planes equivalent to the (100) plane, including the (100) plane From the {100} plane) to <0
11> Equivalent direction (<011>, <101>, <110
A silicon single crystal substrate 5 whose main surface is a plane inclined about 10 ° in the [011] direction, and an insulating layer laminated thereon. Silicon oxide film layer 4 and silicon oxide film layer 4
And an N-type silicon single crystal substrate 1 having a {100} plane as a main surface laminated thereon.

【0028】さて、半導体発光装置には水酸化カリウム
系水溶液による異方性エッチングによりシリコン単結晶
基板5まで到達する凹部が形成され、シリコン単結晶基
板5上に位置する該凹部の底面に半導体レーザ素子10
が配置されている。ここで、シリコン単結晶基板5は
{100}面から[011]等価方向に約10°傾斜し
た面を主面とするため、前記異方性エッチングにより、
該凹部の一側面に該凹部底面と約45°の角度をなす
(111)等価面すなわち{111}面が現れる。この
{111}面は反射ミラー11として働くので、半導体
レーザ素子10からの出射ビームを、反射ミラー11を
介して容易に上部へ取り出すことができる。
A recess reaching the silicon single crystal substrate 5 is formed in the semiconductor light emitting device by anisotropic etching using a potassium hydroxide solution, and a semiconductor laser is formed on the bottom surface of the recess located on the silicon single crystal substrate 5. Element 10
Is arranged. Here, since the silicon single crystal substrate 5 has a principal surface inclined by about 10 ° in the [011] equivalent direction from the {100} plane, the silicon anisotropic etching is performed by the anisotropic etching.
A (111) equivalent plane, ie, a {111} plane, which forms an angle of about 45 ° with the bottom surface of the concave portion appears on one side surface of the concave portion. Since the {111} plane functions as the reflection mirror 11, the beam emitted from the semiconductor laser device 10 can be easily extracted upward through the reflection mirror 11.

【0029】次に、絶縁層であるシリコン酸化膜層4上
に位置するN型シリコン単結晶基板1にはP型シリコン
分離領域12で分離された、受光素子部17とトランジ
スタ部18が形成されている。受光素子部17は、電極
8とP型シリコン拡散領域9とN型シリコンコンタクト
領域7とN型シリコン単結晶基板1(N型シリコン単結
晶層として機能する)およびN型シリコン埋め込み領域
2から構成され、受光素子部17に入射した光はP型シ
リコン拡散領域9とN型シリコン単結晶基板1との間に
生じる空乏層(図では省略)で主に吸収され電極8を介
し、光電流として出力される。一方、トランジスタ部1
8は、N型シリコンエミッタ領域13とP型シリコンベ
ース領域14とN型シリコンコレクタコンタクト領域1
5とN型シリコン単結晶基板1およびN型シリコン埋め
込み領域2とから構成される。この構成においては、ト
ランジスタ部18のコレクタ部がシリコン酸化膜層4に
よりシリコン単結晶基板5と電気的に絶縁されているの
で、コレクタ部とシリコン単結晶基板5との間に寄生容
量は発生せず、トランジスタの高速応答性を著しく向上
させることができる。
Next, a light-receiving element portion 17 and a transistor portion 18 separated by a P-type silicon isolation region 12 are formed on an N-type silicon single crystal substrate 1 located on a silicon oxide film layer 4 as an insulating layer. ing. The light receiving element 17 includes an electrode 8, a P-type silicon diffusion region 9, an N-type silicon contact region 7, an N-type silicon single crystal substrate 1 (functioning as an N-type silicon single crystal layer), and an N-type silicon buried region 2. The light incident on the light receiving element portion 17 is mainly absorbed by a depletion layer (omitted in the drawing) generated between the P-type silicon diffusion region 9 and the N-type silicon single crystal substrate 1 and passes through the electrode 8 as a photocurrent. Is output. On the other hand, transistor section 1
8 denotes an N-type silicon emitter region 13, a P-type silicon base region 14, and an N-type silicon collector contact region 1.
5 and an N-type silicon single crystal substrate 1 and an N-type silicon buried region 2. In this configuration, since the collector portion of transistor portion 18 is electrically insulated from silicon single crystal substrate 5 by silicon oxide film layer 4, a parasitic capacitance is generated between the collector portion and silicon single crystal substrate 5. Therefore, the high-speed response of the transistor can be significantly improved.

【0030】以上のように、発光素子を配置するのに適
した第一のシリコン単結晶層であるシリコン単結晶基板
5と、受光素子やトランジスタを形成するための第二の
半導体単結晶層であるN型シリコン単結晶基板1とを、
絶縁層であるシリコン酸化膜層4を介して積層した半導
体基板を用いれば、高速応答性の優れた受発光素子の集
積に適した半導体発光装置を実現することができる。ま
た、このシリコン酸化膜層4を介して積層した半導体基
板についてはシリコン酸化膜層4がシリコン単結晶基板
5およびシリコン単結晶基板1と屈折率が異なるので、
シリコン酸化膜層4をミラーとして用いることができ、
受光素子部17に効率よく光を導くことができる。
As described above, the silicon single crystal substrate 5, which is the first silicon single crystal layer suitable for disposing the light emitting element, and the second semiconductor single crystal layer for forming the light receiving element and the transistor. A certain N-type silicon single crystal substrate 1 is
By using a semiconductor substrate stacked with the silicon oxide film layer 4 as an insulating layer interposed therebetween, it is possible to realize a semiconductor light emitting device which is excellent in high-speed response and suitable for integration of light emitting and receiving elements. Further, since the silicon oxide film layer 4 has a different refractive index from the silicon single crystal substrate 5 and the silicon single crystal substrate 1 with respect to the semiconductor substrate laminated via the silicon oxide film layer 4,
The silicon oxide film layer 4 can be used as a mirror,
Light can be efficiently guided to the light receiving element unit 17.

【0031】なお、反射ミラー11に金などの金属をコ
ーティングすることで、反射効率を向上させることがで
きる。この場合、半導体レーザ素子10の出力パワーを
大幅に抑制することが可能になるので、低消費電力型の
受発光素子を集積するのに適した半導体基板が実現でき
る。さらに、コーティング材料としてSiO2/SiN
などの誘電体多層膜を用いれば、該多層膜の膜厚や屈折
率を調整することで半導体レーザ素子10の発振波長に
対して最も反射効率のよいミラー面を設計することがで
きる。
The reflection efficiency can be improved by coating the reflection mirror 11 with a metal such as gold. In this case, since the output power of the semiconductor laser device 10 can be significantly suppressed, a semiconductor substrate suitable for integrating low power consumption light emitting and receiving elements can be realized. Further, SiO 2 / SiN is used as a coating material.
If a dielectric multilayer film such as that described above is used, it is possible to design a mirror surface having the highest reflection efficiency with respect to the oscillation wavelength of the semiconductor laser device 10 by adjusting the thickness and the refractive index of the multilayer film.

【0032】半導体基板16の製造方法として、例え
ば、図2(a)〜(d)に示す方法が考えられる。ま
ず、{100}等価面を主面とするシリコン単結晶基板
5を用意し(図2(a))、表面を酸化してシリコン酸
化膜層4を形成する(図2(b))。次に、N型シリコ
ン単結晶基板1を、シリコン酸化膜層4を介してシリコ
ン単結晶基板5に貼り付ける(図2(c))。そして受
光素子やトランジスタを形成するのに適した厚みにまで
N型シリコン単結晶基板1を削る(図2(d))。ここ
で、シリコン単結晶(真性)の吸収係数ならびに侵入長
の波長依存性を示すと表1のようになる。
As a method of manufacturing the semiconductor substrate 16, for example, the methods shown in FIGS. First, a silicon single crystal substrate 5 having a {100} equivalent surface as a main surface is prepared (FIG. 2A), and the surface is oxidized to form a silicon oxide film layer 4 (FIG. 2B). Next, the N-type silicon single crystal substrate 1 is attached to the silicon single crystal substrate 5 via the silicon oxide film layer 4 (FIG. 2C). Then, the N-type silicon single crystal substrate 1 is ground to a thickness suitable for forming a light receiving element and a transistor (FIG. 2D). Here, Table 1 shows the wavelength dependence of the absorption coefficient and penetration length of a silicon single crystal (intrinsic).

【0033】[0033]

【表1】 [Table 1]

【0034】例えば、DVD−ROM再生に使用される
650nm帯の波長を受光するためにはN型シリコン単
結晶基板1の残り厚を少なくとも3.2μm以上にする
のが望ましい。
For example, in order to receive a wavelength in the 650 nm band used for DVD-ROM reproduction, it is desirable that the remaining thickness of the N-type silicon single crystal substrate 1 be at least 3.2 μm or more.

【0035】受光素子部17を形成する工程としては、
例えば図3(a)〜(d)に示すものが考えられる。ま
ずN型シリコン埋め込み領域2およびN型シリコンコン
タクト領域7をN型シリコン単結晶基板1に形成し(図
3(a))、次にP型シリコン分離領域12を形成し
(図3(b))、P型シリコン拡散領域9を形成する
(図3(c))。そして、最後に保護層6で表面を保護
した後、P型電極/N型電極8を形成する(図3
(d))。なお、トランジスタ部18を形成する場合
も、受光素子部17を形成する場合とほぼ同様であるの
で、ここでは割愛する。さらに、上述のように受光素子
部17およびトランジスタ部18を形成した後、凹部を
異方性エッチングにより形成し、該凹部の底面に電極8
を介して半導体レーザ素子10を配置すれば図1で示す
半導体発光装置が実現できる。
The process for forming the light receiving element section 17 includes:
For example, those shown in FIGS. 3A to 3D can be considered. First, an N-type silicon buried region 2 and an N-type silicon contact region 7 are formed on an N-type silicon single crystal substrate 1 (FIG. 3A), and then a P-type silicon isolation region 12 is formed (FIG. 3B). ), A P-type silicon diffusion region 9 is formed (FIG. 3C). Finally, after the surface is protected by the protective layer 6, a P-type electrode / N-type electrode 8 is formed (FIG. 3).
(D)). The case where the transistor section 18 is formed is almost the same as the case where the light receiving element section 17 is formed. Further, after forming the light receiving element portion 17 and the transistor portion 18 as described above, a concave portion is formed by anisotropic etching, and the electrode 8 is formed on the bottom surface of the concave portion.
By arranging the semiconductor laser element 10 through the semiconductor light emitting device, the semiconductor light emitting device shown in FIG. 1 can be realized.

【0036】また、本実施形態においては{100}面
を主面とするシリコン単結晶基板1を用いたが、{11
1}面を主面とするシリコン単結晶基板を用いてもよ
い。
In this embodiment, the silicon single crystal substrate 1 having the {100} plane as the main surface is used.
A silicon single crystal substrate having a 1} plane as a main surface may be used.

【0037】また、上述した作製方法とは別に、{10
0}面から[011]方向に約10°傾斜したシリコン
単結晶基板5に酸素イオンを注入して該シリコン単結晶
基板5中にシリコン酸化膜層4を形成することで半導体
基板16を作製してもよい。この場合、2つの基板を貼
り合わせる工程と、貼り合わせた後に一方の基板の一部
を除去する工程を省略することができる。さらに、N型
シリコン単結晶基板1も不要になる。
In addition to the above-described manufacturing method, $ 10
The semiconductor substrate 16 is manufactured by implanting oxygen ions into the silicon single crystal substrate 5 inclined about 10 ° in the [011] direction from the 0 ° plane to form the silicon oxide film layer 4 in the silicon single crystal substrate 5. You may. In this case, a step of bonding two substrates and a step of removing a part of one substrate after bonding can be omitted. Further, the N-type silicon single crystal substrate 1 is not required.

【0038】また、とりわけ、45°ミラーを得るため
に{100}面に対してオフアングルを設けたシリコン
単結晶基板1の上に{100}等価面を主面とするシリ
コン単結晶基板5を貼り合わせているのがよい。その場
合、シリコン単結晶基板5に係るプロセス条件、例えば
イオン注入等の条件を、{100}等価面を有するシリ
コン基板に関するプロセス条件に合わせることができ
る。
In particular, a silicon single crystal substrate 5 having a {100} equivalent plane as a main surface is placed on a silicon single crystal substrate 1 provided with an off angle with respect to a {100} plane to obtain a 45 ° mirror. It is good to stick. In this case, the process conditions for the silicon single crystal substrate 5, for example, the conditions such as ion implantation, can be matched with the process conditions for the silicon substrate having a {100} equivalent surface.

【0039】また、本実施形態においては、シリコン分
離領域12として(111)面を主面とするシリコンを
用いてもよい。
In the present embodiment, silicon having a (111) plane as a main surface may be used as the silicon isolation region 12.

【0040】なお、本実施形態においては、受光素子部
17およびトランジスタ部18としてそれぞれ単一の素
子で構成した例を示したが、もちろん、複数の受光素子
およびトランジスタを集積していてもよい。また、受動
素子として抵抗や容量等の素子を複数集積化することも
現在のプロセス技術を使用すれば可能である。このよう
にして、信号演算回路全体を半導体基板16へ集積すれ
ば、外部に別途、信号演算回路を設ける必要がなくな
り、光ディスク装置を安価にすることができる。また、
受光素子と外部回路との間の配線長が短縮されることに
より、光ディスク装置に内蔵される光ディスク駆動装置
からのノイズの影響が激減するので、再生特性の非常に
良好な光ディスク装置が得られるという効果もある。
In this embodiment, the light receiving element 17 and the transistor 18 are each constituted by a single element. However, a plurality of light receiving elements and transistors may be integrated. It is also possible to integrate a plurality of elements such as resistors and capacitors as passive elements by using the current process technology. In this way, if the entire signal operation circuit is integrated on the semiconductor substrate 16, it is not necessary to separately provide an external signal operation circuit, and the cost of the optical disk device can be reduced. Also,
The reduction in the length of the wiring between the light receiving element and the external circuit significantly reduces the influence of noise from the optical disk drive incorporated in the optical disk device, so that an optical disk device with very good reproduction characteristics can be obtained. There is also an effect.

【0041】さらに、ここでは、各基板ならびに各層な
らびに各領域における導電型のみを示し、各基板ならび
に各層ならびに各領域のキャリア濃度もしくはドーピン
グ密度については明記していないが、受光素子部17お
よびトランジスタ部18が最適に機能するように設計す
るのは言うまでもない。また、トランジスタ部18にお
けるトランジスタとしてNPN型のバイポーラトランジ
スタを例として示したが、もちろんPNP型のバイポー
ラトランジスタを使用してもよい。さらに、MOS型の
トランジスタを使用しても何ら問題はない。また、導電
型を示さなかった基板、層、領域についてはどのような
導電型であってもよい。
Further, only the conductivity type of each substrate, each layer and each region is shown here, and the carrier concentration or doping density of each substrate, each layer and each region is not specified. It goes without saying that the 18 is designed to function optimally. Further, although an NPN-type bipolar transistor has been described as an example of a transistor in the transistor section 18, a PNP-type bipolar transistor may of course be used. Further, there is no problem even if a MOS transistor is used. In addition, any conductivity type may be used for the substrate, layer, and region that do not show the conductivity type.

【0042】また、高速応答性の必要のない受光素子な
らびにトランジスタについてはシリコン単結晶基板5に
形成してもよい。例としては、半導体レーザ素子10の
後光を受光して出力パワーを制御するための受光素子な
らびにトランジスタ回路が考えられる。このような受光
素子ならびにトランジスタ回路の形成方法としては、例
えば、予めシリコン単結晶基板5に形成しておき、その
後図2および図3に示した工程により半導体基板16を
作製する方法がある。
Light receiving elements and transistors that do not require high-speed response may be formed on the silicon single crystal substrate 5. As an example, a light receiving element and a transistor circuit for controlling the output power by receiving the after light of the semiconductor laser element 10 can be considered. As a method for forming such a light receiving element and a transistor circuit, for example, there is a method in which a semiconductor substrate 16 is formed in advance on the silicon single crystal substrate 5 and then the steps shown in FIGS.

【0043】(実施形態2)以下、図4、図5を用いて
本実施形態2について説明する。本実施形態における半
導体基板の構成は基本的には実施形態1で示した半導体
基板16の構成と同様である。従って、半導体基板の構
成は実施形態1の図1で示した半導体基板16で代用
し、ここでは省略する。
Embodiment 2 Hereinafter, Embodiment 2 will be described with reference to FIGS. The configuration of the semiconductor substrate in this embodiment is basically the same as the configuration of the semiconductor substrate 16 shown in the first embodiment. Therefore, the configuration of the semiconductor substrate is replaced with the semiconductor substrate 16 shown in FIG.

【0044】本実施形態と異なる点はシリコン酸化膜層
4の膜厚を最適化した点である。以下ではこの点に絞っ
て本実施形態の説明を行う。
The difference from the present embodiment is that the thickness of the silicon oxide film layer 4 is optimized. Hereinafter, the present embodiment will be described focusing on this point.

【0045】図4は、半導体基板16のシリコン酸化膜
層4付近を拡大した図である。ここで、シリコン単結晶
基板5と、シリコン酸化膜層4と、N型シリコン単結晶
基板1とは屈折率が異なるため、多層膜反射ミラーを形
成する。すなわち、図4に示すようにN型シリコン単結
晶基板1からシリコン酸化膜層4へ入射した光は多重反
射を繰り返す。ここで、N型シリコン単結晶基板1とシ
リコン単結晶基板5の屈折率をn1とし、シリコン酸化
膜層4の屈折率をn2とする。また、シリコン酸化膜層
4の膜厚をD、シリコン酸化膜層4への光の入射角を
θ、入射光の真空中の波長をλとする。このとき、反射
光の隣り合う光路(例えば光路L1とL2)の位相差を
δとすると、
FIG. 4 is an enlarged view of the vicinity of the silicon oxide film layer 4 of the semiconductor substrate 16. Here, since the silicon single crystal substrate 5, the silicon oxide film layer 4, and the N-type silicon single crystal substrate 1 have different refractive indexes, a multilayer reflection mirror is formed. That is, as shown in FIG. 4, light incident on the silicon oxide film layer 4 from the N-type silicon single crystal substrate 1 repeats multiple reflection. Here, the refractive index of the N-type silicon single crystal substrate 1 and the silicon single crystal substrate 5 is n 1, and the refractive index of the silicon oxide film layer 4 is n 2 . The thickness of the silicon oxide film layer 4 is D, the incident angle of light to the silicon oxide film layer 4 is θ, and the wavelength of the incident light in vacuum is λ. At this time, if the phase difference between adjacent optical paths of the reflected light (for example, optical paths L1 and L2) is δ,

【0046】[0046]

【数7】 (Equation 7)

【0047】と表され、これを用いて、該多層膜ミラー
の反射率Rは下記式で表される。
Using this, the reflectance R of the multilayer mirror is represented by the following equation.

【0048】[0048]

【数8】 (Equation 8)

【0049】[0049]

【数9】 (Equation 9)

【0050】なお、図4においてn1はN型シリコン単
結晶基板1ならびにシリコン単結晶基板5の屈折率、n
2はシリコン酸化膜層4の屈折率、一点鎖線は反射面に
対する垂直方向を表す。
In FIG. 4, n 1 is the refractive index of n-type silicon single crystal substrate 1 and silicon single crystal substrate 5, n
Reference numeral 2 denotes the refractive index of the silicon oxide film layer 4, and the dashed line indicates the direction perpendicular to the reflection surface.

【0051】図5に多層膜反射ミラーの反射特性の一例
を示す(θを0°に固定し、シリコン酸化膜厚Dを変化
させた場合について計算し、n1=3.45、n2=1.
46とした)。なお、図5において曲線A、B、Cはそ
れぞれ波長780nm、650nm、400nmに関す
る反射特性のグラフを表す。ここで、CD−ROM等の
780nm帯の光を利用する光ピックアップに本実施形
態の半導体基板16が組み込まれる場合には、シリコン
酸化膜層4の厚みDを130nm付近に設定する。そう
すれば、受光素子を透過してシリコン単結晶基板5へ入
射していく光のうちの、ほぼ50%近くを多層膜反射ミ
ラーにより反射し、再度受光素子へと入射させることが
できるので、受光感度が劇的に向上する。
FIG. 5 shows an example of the reflection characteristics of the multilayer film reflection mirror (calculation is performed for a case where θ is fixed to 0 ° and the silicon oxide film thickness D is changed, and n 1 = 3.45 and n 2 = 1.
46). In FIG. 5, curves A, B, and C represent graphs of reflection characteristics with respect to wavelengths of 780 nm, 650 nm, and 400 nm, respectively. Here, when the semiconductor substrate 16 of this embodiment is incorporated in an optical pickup utilizing light in the 780 nm band, such as a CD-ROM, the thickness D of the silicon oxide film layer 4 is set to around 130 nm. Then, nearly 50% of the light transmitted through the light receiving element and incident on the silicon single crystal substrate 5 is reflected by the multilayer reflection mirror, and can be incident again on the light receiving element. The light receiving sensitivity is dramatically improved.

【0052】以上、発光素子を配置するのに適した第一
のシリコン単結晶層であるシリコン単結晶基板5と、受
光素子やトランジスタを形成するための第二の半導体単
結晶層であるN型シリコン単結晶基板1とを、絶縁層で
あるシリコン酸化膜層4を介して積層した半導体基板1
6を用いれば、高速応答性に優れるのみならず、受光感
度も非常に高い受発光素子の集積に適した半導体基板を
実現することができる。
As described above, the silicon single crystal substrate 5 which is a first silicon single crystal layer suitable for disposing a light emitting element, and the N type N type which is a second semiconductor single crystal layer for forming a light receiving element and a transistor. A semiconductor substrate 1 in which a silicon single crystal substrate 1 is laminated via a silicon oxide film layer 4 which is an insulating layer
The use of 6 makes it possible to realize a semiconductor substrate suitable for integration of light receiving and emitting elements having not only excellent high-speed response but also extremely high light receiving sensitivity.

【0053】なお、DVD−ROM等の650nm帯を
使用する光ピックアップや次世代のHD−DVD等の4
00nm帯を使用する光ピックアップに本実施形態の半
導体基板が組み込まれる際には同様の設計によりシリコ
ン酸化膜層4の膜厚を決定すればよい。また、CD−R
OMとDVD−ROMを同時に再生/記録するような多
波長に対応した光ピックアップに対しては、多層膜反射
ミラーの反射率がどちらの波長の光に対しても少なくと
も30%以上になるようにシリコン酸化膜層4の膜厚を
決定すればよい。
An optical pickup using a 650 nm band such as a DVD-ROM or a next-generation HD-DVD etc.
When the semiconductor substrate of this embodiment is incorporated into an optical pickup using the 00 nm band, the thickness of the silicon oxide film layer 4 may be determined by a similar design. CD-R
For an optical pickup compatible with multiple wavelengths such as reproducing / recording OM and DVD-ROM simultaneously, the reflectivity of the multilayer reflection mirror should be at least 30% or more for light of either wavelength. The thickness of the silicon oxide film layer 4 may be determined.

【0054】また、本実施形態においては、N型シリコ
ン単結晶基板1とシリコン単結晶基板5の屈折率が同一
の場合を示したが、もちろん、異なる場合にも同様の手
法で設計可能である。また、受光素子に対して受光する
光が斜入射する場合には、その効果も考慮した設計を行
うのは言うまでもない。さらに、多層膜反射ミラーの反
射特性はシリコン酸化膜厚Dに対して周期的に変化する
ので、所望の反射率を得るためのシリコン酸化膜厚Dは
ひとつではない(図5は200nmまでしか計算してい
ないが、400nm付近でも780nmの光に対して反
射率が50%近くになる)。
In the present embodiment, the case where the refractive index of the N-type silicon single crystal substrate 1 and that of the silicon single crystal substrate 5 are the same is shown. . In addition, when light to be received is obliquely incident on the light receiving element, it is needless to say that the design is performed in consideration of the effect. Further, since the reflection characteristic of the multilayer mirror is periodically changed with respect to the silicon oxide film thickness D, the silicon oxide film thickness D for obtaining a desired reflectance is not one (FIG. 5 shows calculation only up to 200 nm). However, even at around 400 nm, the reflectivity for 780 nm light is close to 50%.)

【0055】また、シリコン酸化膜層4の代わりにシリ
コン窒化膜を用いてもよい。さらにシリコン酸化膜とシ
リコン窒化膜とを交互に多層膜として形成してもよい。
さらに、シリコン膜とシリコン酸化膜、またはシリコン
膜とシリコン窒化膜とを交互に多層膜として形成しても
よい。
Further, a silicon nitride film may be used instead of the silicon oxide film layer 4. Further, a silicon oxide film and a silicon nitride film may be alternately formed as a multilayer film.
Further, a silicon film and a silicon oxide film or a silicon film and a silicon nitride film may be alternately formed as a multilayer film.

【0056】また、シリコン酸化膜層4の代わりに酸化
アルミニウムや酸化チタン等の単層膜または多層膜を用
いてもよい。
Further, instead of the silicon oxide film layer 4, a single layer film or a multilayer film of aluminum oxide, titanium oxide or the like may be used.

【0057】[0057]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の半導体基
板は、{100}面から[011]方向に傾斜した面を
主面とする第一のシリコン単結晶層と、第二の半導体単
結晶層とが、絶縁層を介して積層されていることを特徴
とする半導体基板であり、(1)半導体レーザ素子を配
置するのに適した第一のシリコン単結晶層を有する、
(2)絶縁層上の第二の半導体単結晶層に受光素子なら
びにトランジスタを構成すれば該受光素子ならびに該ト
ランジスタと、第一のシリコン単結晶層との間に生じる
寄生容量の影響がなくなるため高速応答性が著しく向上
する、(3)第一のシリコン単結晶層と、絶縁層と、第
二の半導体単結晶層とで屈折率差の違いにより反射ミラ
ーが形成され、本来なら受光素子を透過して第一のシリ
コン単結晶層へと侵入していく光を受光素子の形成され
た第二の半導体単結晶層へと反射させることができるの
で受光感度が向上する、という3つの効果により、受発
光素子の集積に好適な半導体基板が実現できる。
As described above, the semiconductor substrate of the present invention comprises a first silicon single crystal layer whose main surface is a plane inclined in the [011] direction from a {100} plane, and a second semiconductor single crystal layer. A semiconductor layer, wherein the crystal layer is laminated via an insulating layer, and (1) having a first silicon single crystal layer suitable for disposing a semiconductor laser element;
(2) If the light receiving element and the transistor are formed in the second semiconductor single crystal layer on the insulating layer, the influence of the parasitic capacitance generated between the light receiving element and the transistor and the first silicon single crystal layer is eliminated. (3) A reflection mirror is formed due to a difference in refractive index between the first silicon single crystal layer, the insulating layer, and the second semiconductor single crystal layer. Light transmitted through and penetrating into the first silicon single crystal layer can be reflected to the second semiconductor single crystal layer on which the light receiving element is formed, thereby improving the light receiving sensitivity. Thus, a semiconductor substrate suitable for integrating light receiving and emitting elements can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施形態1における半導体発光装置を
示す断面図
FIG. 1 is a sectional view showing a semiconductor light emitting device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】同半導体基板の製造方法を示す断面図FIG. 2 is a sectional view showing a method of manufacturing the semiconductor substrate.

【図3】同受光素子の製造方法を示す断面図FIG. 3 is a sectional view showing the method of manufacturing the light receiving element.

【図4】本発明の実施形態2における半導体発光装置
の、シリコン酸化膜近傍の様子を示す断面図
FIG. 4 is a sectional view showing a state near a silicon oxide film of the semiconductor light emitting device according to the second embodiment of the present invention.

【図5】同半導体発光装置の、シリコン酸化膜に関する
反射率特性を示す図
FIG. 5 is a diagram showing a reflectance characteristic of the semiconductor light emitting device with respect to a silicon oxide film.

【図6】従来の半導体発光装置の上面図FIG. 6 is a top view of a conventional semiconductor light emitting device.

【図7】従来の半導体発光装置のE−E断面図FIG. 7 is an EE cross-sectional view of a conventional semiconductor light emitting device.

【符号の説明】 1 N型シリコン単結晶基板 2 N型シリコン埋め込み領域 4 シリコン酸化膜層 5 シリコン単結晶基板 6 保護層 7 N型シリコンコンタクト領域 8 電極 9 P型シリコン拡散領域 10 半導体レーザ素子 11 反射ミラー 12 P型シリコン分離領域 13 N型シリコンエミッタ領域 14 P型シリコンベース領域 15 N型シリコンコレクタコンタクト領域 16 半導体基板 17 受光素子部 18 トランジスタ部 L1 光路 L2 光路 L3 光路[Description of Signs] 1 N-type silicon single crystal substrate 2 N-type silicon buried region 4 silicon oxide film layer 5 silicon single crystal substrate 6 protective layer 7 N-type silicon contact region 8 electrode 9 P-type silicon diffusion region 10 semiconductor laser element 11 Reflection mirror 12 P-type silicon isolation region 13 N-type silicon emitter region 14 P-type silicon base region 15 N-type silicon collector contact region 16 semiconductor substrate 17 light receiving element section 18 transistor section L1 optical path L2 optical path L3 optical path

フロントページの続き (72)発明者 山中 一彦 大阪府高槻市幸町1番1号 松下電子工業 株式会社内 (72)発明者 中西 秀行 大阪府高槻市幸町1番1号 松下電子工業 株式会社内 (72)発明者 上田 大助 大阪府高槻市幸町1番1号 松下電子工業 株式会社内 Fターム(参考) 5D119 AA01 AA05 AA10 AA41 BA01 BB01 CA10 DA05 EA02 EA03 EC45 EC47 FA08 JA57 JA64 KA02 KA19 KA43 LB07 5F041 AA33 CB32 DA19 DA32 DA36 EE23 5F073 AB14 BA04 DA22 EA14 FA13Continued on the front page (72) Inventor Kazuhiko Yamanaka 1-1, Yukicho, Takatsuki-shi, Osaka, Japan Inside Matsushita Electronics Corporation (72) Inventor Hideyuki Nakanishi 1-1, Yukicho, Takatsuki-shi, Osaka, Matsushita Electronics Corporation (72) Inventor Daisuke Ueda 1-1, Komachi, Takatsuki City, Osaka Prefecture F-term (reference) 5D119 AA01 AA05 AA10 AA41 BA01 BB01 CA10 DA05 EA02 EA03 EC45 EC47 FA08 JA57 JA64 KA02 KA19 KA43 LB07 5F041 AA33 CB32 DA19 DA32 DA36 EE23 5F073 AB14 BA04 DA22 EA14 FA13

Claims (19)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板と、前記基板の上に形成された絶縁
層と、前記絶縁層の上に形成された半導体層とを有し、
前記基板の上には半導体発光素子が載置され、前記半導
体層には電子素子が形成された半導体発光装置。
A substrate, an insulating layer formed on the substrate, and a semiconductor layer formed on the insulating layer;
A semiconductor light emitting device having a semiconductor light emitting element mounted on the substrate and an electronic element formed on the semiconductor layer.
【請求項2】 前記基板または前記半導体層の一部に凹
部が形成され、前記凹部に前記半導体発光素子が載置さ
れ、前記凹部の側面に前記半導体発光素子からの光を反
射するミラーが形成された請求項1記載の半導体発光装
置。
2. A recess is formed in a part of the substrate or the semiconductor layer, the semiconductor light emitting element is placed in the recess, and a mirror that reflects light from the semiconductor light emitting element is formed on a side surface of the recess. The semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein:
【請求項3】 前記半導体層に形成された電子素子が受
光素子である請求項1記載の半導体発光装置。
3. The semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein the electronic element formed on the semiconductor layer is a light receiving element.
【請求項4】 前記半導体層に形成された電子素子がト
ランジスタである請求項1記載の半導体発光装置。
4. The semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein the electronic element formed in the semiconductor layer is a transistor.
【請求項5】 前記基板の一部に凹部が形成され、前記
凹部に前記半導体発光素子が載置され、前記凹部の側面
に前記半導体発光素子からの光を反射するミラーが形成
され、前記半導体層に形成された電子素子が受光素子お
よびトランジスタである請求項1記載の半導体発光装
置。
5. A concave portion is formed in a part of the substrate, the semiconductor light emitting element is placed in the concave portion, and a mirror that reflects light from the semiconductor light emitting element is formed on a side surface of the concave portion. 2. The semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein the electronic elements formed in the layer are a light receiving element and a transistor.
【請求項6】 前記凹部の一側面と、前記凹部の底面と
がなす角度が40°以上50°以下である請求項2また
は5記載の半導体発光装置。
6. The semiconductor light emitting device according to claim 2, wherein an angle between one side surface of the concave portion and a bottom surface of the concave portion is not less than 40 ° and not more than 50 °.
【請求項7】 前記基板は{100}面から[011]
方向に傾斜した面を主面とする基板である請求項2また
は5記載の半導体発光装置。
7. The method according to claim 1, wherein the substrate is {011} from a {100} plane.
6. The semiconductor light emitting device according to claim 2, wherein the substrate is a substrate having a surface inclined in a direction as a main surface.
【請求項8】 前記傾斜した面の{100}面に対する
傾斜角度が5°以上15°以下である請求項7記載の半
導体発光装置。
8. The semiconductor light emitting device according to claim 7, wherein an inclination angle of said inclined plane with respect to a {100} plane is 5 ° or more and 15 ° or less.
【請求項9】 前記基板および前記半導体層は珪素より
なる請求項1記載の半導体発光装置。
9. The semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein said substrate and said semiconductor layer are made of silicon.
【請求項10】 前記基板または前記半導体層は化合物
半導体よりなる請求項1記載の半導体発光装置。
10. The semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein said substrate or said semiconductor layer is made of a compound semiconductor.
【請求項11】 前記半導体層は、前記絶縁層の上に半
導体基板を載置して形成される層である請求項1記載の
半導体発光装置。
11. The semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein said semiconductor layer is a layer formed by mounting a semiconductor substrate on said insulating layer.
【請求項12】 前記基板の主面の面方位と前記半導体
層の主面の面方位とが異なる請求項1記載の半導体発光
装置。
12. The semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein the plane orientation of the main surface of the substrate is different from the plane orientation of the main surface of the semiconductor layer.
【請求項13】 前記半導体層が{100}面または
{111}面を主面とする半導体よりなる請求項1また
は12記載の半導体発光装置。
13. The semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein the semiconductor layer is made of a semiconductor having a {100} plane or a {111} plane as a main surface.
【請求項14】 前記絶縁膜が珪素酸化膜である請求項
1記載の半導体発光装置。
14. The semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein said insulating film is a silicon oxide film.
【請求項15】 前記絶縁膜と前記半導体層とが交互に
複数回繰り返して形成された請求項1記載の半導体発光
装置。
15. The semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein said insulating film and said semiconductor layer are alternately formed a plurality of times.
【請求項16】 前記発光素子より放射される光の真空
中での波長をλ、前記絶縁層の膜厚をD、前記絶縁層の
屈折率をNとしたとき、ほぼ 【数1】 (但しmは整数)の関係を満たす請求項1記載の半導体
発光装置。
16. When the wavelength of the light radiated from the light emitting element in a vacuum is λ, the thickness of the insulating layer is D, and the refractive index of the insulating layer is N, approximately: 2. The semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein a relationship (where m is an integer) is satisfied.
【請求項17】 前記発光素子より放射される光の真空
中での波長をλ、前記絶縁層の膜厚をD、前記絶縁層の
屈折率をN、前記絶縁層中での進行方向と前記絶縁層の
積層方向とのなす角度をθとしたとき、ほぼ 【数2】 (但しmは整数)の関係を満たす請求項1記載の半導体
発光装置。
17. The wavelength of the light radiated from the light emitting element in a vacuum is λ, the thickness of the insulating layer is D, the refractive index of the insulating layer is N, the traveling direction in the insulating layer is When the angle between the insulating layer and the lamination direction is θ, approximately 2. The semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein a relationship (where m is an integer) is satisfied.
【請求項18】 前記発光素子より放射される光の前記
絶縁層での反射率が30%以上である請求項1記載の半
導体発光装置。
18. The semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein a reflectance of light emitted from the light emitting element at the insulating layer is 30% or more.
【請求項19】 基板と、前記基板の上に形成された絶
縁層と、前記絶縁層の上に形成された半導体層とを有
し、前記絶縁層を伝わる光の真空中での波長をλ、前記
絶縁層の膜厚をD、前記絶縁層の屈折率をN、前記絶縁
層中での進行方向と前記絶縁層の積層方向とのなす角度
をθとしたとき、ほぼ 【数3】 (但しmは整数)の関係を満たす半導体基板。
19. A semiconductor device comprising a substrate, an insulating layer formed on the substrate, and a semiconductor layer formed on the insulating layer, wherein a wavelength of light transmitted through the insulating layer in a vacuum is λ. Where D is the thickness of the insulating layer, N is the refractive index of the insulating layer, and θ is the angle between the traveling direction in the insulating layer and the laminating direction of the insulating layer. A semiconductor substrate that satisfies the relationship (where m is an integer).
JP2000162026A 2000-05-31 2000-05-31 Semiconductor light emitting device and semiconductor substrate Expired - Fee Related JP3596428B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000162026A JP3596428B2 (en) 2000-05-31 2000-05-31 Semiconductor light emitting device and semiconductor substrate

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000162026A JP3596428B2 (en) 2000-05-31 2000-05-31 Semiconductor light emitting device and semiconductor substrate

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2001345508A true JP2001345508A (en) 2001-12-14
JP3596428B2 JP3596428B2 (en) 2004-12-02

Family

ID=18665968

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000162026A Expired - Fee Related JP3596428B2 (en) 2000-05-31 2000-05-31 Semiconductor light emitting device and semiconductor substrate

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3596428B2 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1544966A2 (en) * 2003-12-16 2005-06-22 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Optical semiconductor device and method for fabricating the same
JP2006190951A (en) * 2004-12-29 2006-07-20 Ind Technol Res Inst Light emitting diode package and its manufacturing process
JP2006310563A (en) * 2005-04-28 2006-11-09 Rohm Co Ltd Optical communication module
US7605049B2 (en) 2004-06-17 2009-10-20 Panasonic Corporation Optical semiconductor device and manufacturing method for same
JP2017039015A (en) * 2016-11-30 2017-02-23 セイコーエプソン株式会社 Biological information measurement module and biological information measurement device

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1544966A2 (en) * 2003-12-16 2005-06-22 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Optical semiconductor device and method for fabricating the same
EP1544966A3 (en) * 2003-12-16 2005-07-27 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Optical semiconductor device and method for fabricating the same
US7736923B2 (en) * 2003-12-16 2010-06-15 Panasonic Corporation Optical semiconductor device and method for fabricating the same
US7605049B2 (en) 2004-06-17 2009-10-20 Panasonic Corporation Optical semiconductor device and manufacturing method for same
JP2006190951A (en) * 2004-12-29 2006-07-20 Ind Technol Res Inst Light emitting diode package and its manufacturing process
JP2006310563A (en) * 2005-04-28 2006-11-09 Rohm Co Ltd Optical communication module
JP2017039015A (en) * 2016-11-30 2017-02-23 セイコーエプソン株式会社 Biological information measurement module and biological information measurement device

Also Published As

Publication number Publication date
JP3596428B2 (en) 2004-12-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6496469B1 (en) Integrated unit, optical pickup, and optical recording medium drive device
KR20040064644A (en) Semiconductor laser apparatus and production method thereof
US7736923B2 (en) Optical semiconductor device and method for fabricating the same
JPH08186326A (en) Package of semiconductor light-emitting element and its manufacture
JP2003158291A (en) Semiconductor device with built-in light-receiving element and method for manufacturing the same
CN1073259C (en) Optical device
JP2003152217A (en) Semiconductor device with built-in photodetecting element
JP3596428B2 (en) Semiconductor light emitting device and semiconductor substrate
US20060261429A1 (en) Semiconductor device
JP2007165658A (en) Pin photodiode and optical receiving device
JPH1166590A (en) Optical integrated unit, optical pickup apparatus and dvd system
US20050001231A1 (en) Light receiving element and light receiving device incorporating circuit and optical disc drive
JP2000252592A (en) Optical disk device
JPH08186327A (en) Sealing structure of semiconductor element
JP4240822B2 (en) Optical pickup device
JP2007250917A (en) Optical semiconductor device and its manufacturing method
JP2003158251A (en) Light receiving element, light receiving element with built-in circuit, method of manufacturing the same, and optical device
JP2002057411A (en) Semiconductor laser and optical pickup
JP3287982B2 (en) Optical waveguide type photodetector incorporating signal processing circuit and method of manufacturing the same
KR100444234B1 (en) Trench forming laser diode package and producing method thereof
JPH09321265A (en) Semiconductor device
JP4023780B2 (en) Light receiving element
JPH0983084A (en) Semiconductor laser
JP2000150842A (en) Photodetector and manufacture of it
JP2004349432A (en) Optoelectronic integrated circuit

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20040120

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20040203

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20040330

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20040525

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20040721

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20040817

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20040830

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080917

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080917

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090917

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090917

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100917

Year of fee payment: 6

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees