JP2626149B2 - Optoelectronic integrated circuit manufacturing method - Google Patents

Optoelectronic integrated circuit manufacturing method

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JP2626149B2 JP9340590A JP9340590A JP2626149B2 JP 2626149 B2 JP2626149 B2 JP 2626149B2 JP 9340590 A JP9340590 A JP 9340590A JP 9340590 A JP9340590 A JP 9340590A JP 2626149 B2 JP2626149 B2 JP 2626149B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、将来の光通信システム等の核となる光電子
集積回路の製造方法の改良に関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to an improvement in a method for manufacturing an optoelectronic integrated circuit which is a core of a future optical communication system or the like.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

光通信技術の進歩に伴い、その適用分野は基幹伝送系
から加入者系・LAN・データリンク等のシステムへ急速
にひろがりつつある。このような光システムの高度化に
対応する為には、光デバイスのより高性能化・高機能化
が不可欠である。
With the advancement of optical communication technology, its application field is rapidly expanding from backbone transmission systems to subscriber systems, LANs, data links, and other systems. In order to respond to the sophistication of the optical system, it is indispensable that the optical device has higher performance and higher functionality.

光電子集積回路は、これらの光システムの核となるキ
ーデバイスのひとつであり、低価格・小型・高信頼・無
調整化といった集積による基本的利点の他に、高速化・
高感度化といった光デバイスの性能改善、さらには光配
線・光交換といった将来の光システムを支える高機能・
新機能デバイスの実現を狙った研究・開発が行われてい
る。
Opto-electronic integrated circuits are one of the key devices at the core of these optical systems. In addition to the basic advantages of integration such as low cost, small size, high reliability, and no adjustment, high speed
High functionality that supports future optical systems such as optical device performance improvement such as higher sensitivity and optical wiring and optical switching
Research and development aiming at realization of new functional devices are being conducted.

光電子集積回路を高性能化するには、用いられる電子
素子に於て1μm以下のゲート電極を再現性よく形成で
きる微細電極形成プロセス技術が必要である。光電子集
積回路を製作する場合、光素子と電子素子の層構造の違
いから、ウェハ内で数μmの段差が生じる。この為、通
常のホトリソグラフィー技術を用いて光電子集積回路を
製作する場合、マスクパターンの拡がりによって1μm
以下の微細パターンの形成が困難となる。このパターン
の拡がりを解決するために段差基板を用い、段差下部に
光素子を段差上部に電子素子を形成して光素子と電子素
子の高さを一致させる方法が知られている。このような
段差構造の光電子集積回路としては、例えば寺門他3名
の発明になる特願昭62−072053号公報に記載の発明があ
る。
In order to improve the performance of optoelectronic integrated circuits, a fine electrode forming process technology capable of forming a gate electrode of 1 μm or less with good reproducibility in an electronic element to be used is required. When an optoelectronic integrated circuit is manufactured, a step of several μm occurs in a wafer due to a difference in a layer structure between an optical element and an electronic element. For this reason, when an optoelectronic integrated circuit is manufactured by using a normal photolithography technique, a 1 μm
It becomes difficult to form the following fine patterns. In order to solve the spread of the pattern, there has been known a method in which a step substrate is used, and an optical element is formed below the step and an electronic element is formed above the step so that the optical element and the electronic element have the same height. As an optoelectronic integrated circuit having such a step structure, there is, for example, an invention described in Japanese Patent Application No. 62-072053, which is the invention of Teramon et al.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

しかしながら、この従来技術に於いては光電子と電子
素子の高さは一致しているものの光素子がメサ構造であ
りウェハ内に数μm程度の段差がある為、段差部に於て
レジストの切れによるパターン不良が生じやすい。この
パターン不良を防ぐために従来は電極形成プロセスにお
いて2μm程度の厚みを有する厚膜レジストを用いてい
た。しかしながら厚膜レジストを用いるとゲート長が1
μm以下のゲート電極を再現性よく形成することが困難
であり、そのためFETの高性能化が難しく、さらに特性
のばらつきも大きくなる。結果として、光電子集積回路
として十分の素子特性が得られないばかりでなく、特性
の均一性に欠くという欠点を有していた。
However, in this prior art, the height of the photoelectron and the electronic element are the same, but the optical element has a mesa structure and there is a step of about several μm in the wafer. Pattern defects are likely to occur. Conventionally, in order to prevent this pattern failure, a thick resist having a thickness of about 2 μm has been used in the electrode forming process. However, when a thick resist is used, the gate length becomes 1
It is difficult to form a gate electrode of μm or less with good reproducibility, which makes it difficult to improve the performance of the FET, and further increases the variation in characteristics. As a result, not only is it not possible to obtain sufficient device characteristics as an optoelectronic integrated circuit, but also there is a defect that the characteristics are not uniform.

本発明の目的は、これらの欠点を除去し高性能な光電
子集積回路が再現性・制御性よく得られる製造方法を提
供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a manufacturing method capable of eliminating these drawbacks and obtaining a high-performance optoelectronic integrated circuit with good reproducibility and controllability.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

前述の問題点を解決し上記目的を達成するために、本
発明が提供する光電子集積回路の第1の製造方法は、光
素子と電子素子とが基板上にモノリシックに集積されて
いる光電子集積回路の製造方法に於いて、段差を有する
半絶縁性半導体基板の段差下部に光素子層を形成する工
程と、前記半絶縁性半導体基板の段差上部に電子素子層
を形成する工程と、前記光素子層と前記電子素子層の境
界にある溝を半導体層で選択的に埋め込むことによりウ
ェハの平坦化をおこなう工程を有することを特徴とする
ものである。
In order to solve the above problems and achieve the above object, a first method for manufacturing an optoelectronic integrated circuit provided by the present invention is an optoelectronic integrated circuit in which an optical element and an electronic element are monolithically integrated on a substrate. Forming the optical element layer below the step of the semi-insulating semiconductor substrate having a step; forming an electronic element layer above the step of the semi-insulating semiconductor substrate; And a step of selectively filling a groove at a boundary between a layer and the electronic element layer with a semiconductor layer to planarize the wafer.

また、第2の製造方法は、光素子と電子素子とが基板
上にモノリシックに集積されている光電子集積回路の製
造方法に於いて、平坦な半絶縁性半導体基板上の一部に
光素子層を形成する工程と、前記光素子層が形成されて
いない前記半絶縁性基板上の領域に、高抵抗半導体層と
電子素子層を積層し形成する工程と、前記光素子層と前
記電子層の境界にある溝を半導体層で選択的に埋め込む
ことによりウェハの平坦化をおこなう工程を有すること
を特徴とするものである。
Further, a second manufacturing method is a method of manufacturing an optoelectronic integrated circuit in which an optical element and an electronic element are monolithically integrated on a substrate, wherein an optical element layer is partially provided on a flat semi-insulating semiconductor substrate. Forming a high-resistance semiconductor layer and an electronic element layer in a region on the semi-insulating substrate where the optical element layer is not formed; and forming the optical element layer and the electronic layer. The method is characterized in that the method includes a step of flattening a wafer by selectively filling a groove at a boundary with a semiconductor layer.

〔作用〕[Action]

本発明の第1の光電子集積回路の製造方法では、段差
を有する半絶縁性半導体基板の段差下部に光素子層を形
成し、段差上部に電子素子層を形成し、さらに光素子層
と電子素子層の境界にある溝を半導体層で選択的に平坦
に埋め込むことにより、ウェハの段差を1μm以下に抑
えることが可能となる。段差が5μm以上あった従来の
光電子集積回路の製造方法に比べて、段差部におけるフ
ォトレジストのパターン不良が改善され、さらに、薄膜
レジストが使用できるため電子素子に於いて1μm以下
の微細ゲート電極が再現性・制御性よく得られる。従っ
て、高歩留りかつ高性能な光電子集積回路がえられる。
In a first method for manufacturing an optoelectronic integrated circuit according to the present invention, an optical element layer is formed below a step of a semi-insulating semiconductor substrate having a step, an electronic element layer is formed above the step, and the optical element layer and the electronic element are further formed. By selectively burying the groove at the boundary between the layers with a semiconductor layer, the step of the wafer can be suppressed to 1 μm or less. Compared with the conventional method for manufacturing an optoelectronic integrated circuit having a step of 5 μm or more, the pattern defect of the photoresist at the step is improved, and further, since a thin film resist can be used, a fine gate electrode of 1 μm or less can be used in an electronic device. Good reproducibility and controllability. Therefore, a high-yield and high-performance optoelectronic integrated circuit can be obtained.

第2の製造方法は、平坦な半絶縁性半導体基板上の一
部に光素子層を形成し、光素子層が形成されていない半
絶縁性基板上の領域に、高抵抗半導体層と電子素子層を
積層し形成し、さらに光素子層と電子素子層の境界にあ
る溝を半導体層で選択的に埋め込むことによりウェハの
段差を1μm以下に抑えることを可能にしたものであ
る。
The second manufacturing method includes forming an optical element layer on a part of a flat semi-insulating semiconductor substrate, and forming a high-resistance semiconductor layer and an electronic element in a region on the semi-insulating substrate where the optical element layer is not formed. Layers are formed by laminating the layers, and the trench at the boundary between the optical element layer and the electronic element layer is selectively filled with a semiconductor layer, so that the step of the wafer can be suppressed to 1 μm or less.

第1の製造方法と同じ理由から、高歩留りかつ高性能
な光電子集積回路がえられる。
For the same reason as in the first manufacturing method, a high-yield and high-performance optoelectronic integrated circuit can be obtained.

〔実施例〕〔Example〕

次に図面を参照して本発明の実施例の製造方法を詳細
に説明する。
Next, the manufacturing method of the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第1図は第1の製造方法で製作された光電子集積回路
の断面図であり、第2図(a)〜(d)は、第1の製造
方法の主要部分であるウェハ平坦化の工程図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view of an optoelectronic integrated circuit manufactured by a first manufacturing method, and FIGS. 2A to 2D are process diagrams of wafer flattening, which is a main part of the first manufacturing method. It is.

先ず、段差が5μmのInPからなる半絶縁製半導体基
板10上に液相成長法又は気相成長法又は分子線成長法に
より、n−InGaAsPよりなる第1のバッファー層11(厚
さ0.5μm、キャリア濃度5×1018cm-3)、n-−InPより
なる第2のバッファー層12(厚さ3.0μm、キャリア濃
度5×1015cm-3)、n-−InGaAsよりなる光吸収層13(厚
さ1.5μm、キャリア濃度5×1015cm-3)、n-−InPより
なるウィンドウ層14(厚さ1.0μm、キャリヤ濃度5×1
015cm-3)を成長し、光素子層1とする。SiO2よりなる
マスク15を段差下部の光素子層の一部領域上に施し、段
差上部の光素子層及び段差下部の不要な光素子層1をエ
ッチングすることで半絶縁性半導体基板10の段差下部の
みに光素子層1を形成する(第2図(a))。次に、気
相成長法又は分子線成長法によりGaAsよりなる歪バッフ
ァー層16(厚さ0.8μm、ノンドープ)、n−GaAsより
なる能動層17(厚さ0.2μm、キャリア濃度1×1017cm
-3)を成長し、電子素子層2とする。段差上部の電子素
子層2にSiO2よりなるマスク18を施し(第2図
(b))、不要な電子素子層(段差下部及び光素子層上
の電子素子層)2をエッチングすることで段差上部に電
子素子層2を形成する(第2図(c))。このエッチン
グによって生じた溝19の部分に、FeドープInPからなる
半導体層20を気相選択成長法又は分子線成長法を用い
て、選択的に5μm成長させることで、ウェハの平坦化
を行う(第2図(d))。これ以降は、一般的な製造プ
ロセスで光電子集積回路が造られる。すなわち、能動層
17を選択的にエッチング除去して電界効果トランジスタ
4を区画する。次にSiO2よりなるマスクを用いて光素子
層1のウィンドウ層14に選択亜鉛拡散を行いp形反転領
域21を形成してPINフォトダイオード3とする。更にPIN
フォトダイオード3のp形反転領域21にAuZnからなるp
電極22を、ウィンドウ層14にAuGeNiからなるn電極23を
形成し、電界効果トランジスタ4の能動層17にAuGeNiか
らなるソース電極24・ドレイン電極25、Ti/Pt/Auからな
るゲート電極26を形成し、PINフォトダイオード3に厚
さ0.2μmのSi3N4誘電体からなるバッシベーション膜27
を形成し、Ti/Auからなる配線28を施し、個々のチップ
に分割して第1図に示す光受信用の光電子集積回路が完
成する。
First, on a semi-insulating semiconductor substrate 10 made of InP having a step of 5 μm, a first buffer layer 11 made of n-InGaAsP (thickness 0.5 μm, Carrier concentration 5 × 10 18 cm −3 ), second buffer layer 12 made of n -InP (thickness 3.0 μm, carrier concentration 5 × 10 15 cm −3 ), and light absorption layer 13 made of n -InGaAs (Thickness 1.5 μm, carrier concentration 5 × 10 15 cm −3 ), window layer 14 made of n —InP (1.0 μm thickness, carrier concentration 5 × 1
0 15 cm −3 ) is grown to form an optical element layer 1. A mask 15 made of SiO 2 is applied to a part of the optical element layer below the step, and the optical element layer above the step and the unnecessary optical element layer 1 below the step are etched, thereby forming a step on the semi-insulating semiconductor substrate 10. The optical element layer 1 is formed only on the lower portion (FIG. 2A). Next, a strain buffer layer 16 made of GaAs (thickness 0.8 μm, non-doped) and an active layer 17 made of n-GaAs (thickness 0.2 μm, carrier concentration 1 × 10 17 cm) by a vapor phase growth method or a molecular beam growth method.
-3 ) is grown to form the electronic element layer 2. A mask 18 made of SiO 2 is applied to the electronic element layer 2 above the step (FIG. 2 (b)), and unnecessary electronic element layers (electronic element layers below the step and on the optical element layer) 2 are etched. An electronic element layer 2 is formed on the upper part (FIG. 2C). The wafer is flattened by selectively growing a semiconductor layer 20 made of Fe-doped InP at a depth of 5 μm in the groove 19 formed by this etching using a vapor phase selective growth method or a molecular beam growth method ( (FIG. 2 (d)). Thereafter, the optoelectronic integrated circuit is manufactured by a general manufacturing process. That is, the active layer
17 is selectively removed by etching to partition the field effect transistor 4. Next, selective zinc diffusion is performed on the window layer 14 of the optical element layer 1 using a mask made of SiO 2 to form a p-type inversion region 21, thereby forming a PIN photodiode 3. Further PIN
The p-type inversion region 21 of the photodiode 3
An electrode 22, an n-electrode 23 made of AuGeNi is formed on the window layer 14, and a source electrode 24 / drain electrode 25 made of AuGeNi and a gate electrode 26 made of Ti / Pt / Au are formed on the active layer 17 of the field effect transistor 4. Then, a passivation film 27 made of a 0.2 μm thick Si 3 N 4 dielectric is formed on the PIN photodiode 3.
Is formed, a wiring 28 made of Ti / Au is provided, and the chip is divided into individual chips to complete the optoelectronic integrated circuit for light reception shown in FIG.

第3図は第2の製造方法で製作された光電子集積回路
の断面図であり、第4図(a)〜(d)は、第2の製造
方法の主要部分であるウェハ平坦化の工程図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view of an optoelectronic integrated circuit manufactured by the second manufacturing method, and FIGS. 4A to 4D are process diagrams of wafer flattening, which is a main part of the second manufacturing method. It is.

先ず、InPからなる平坦な半絶縁性半導体基板10上に
液相成長法又は気相成長法又は分子線成長法により、n
−InGaAsPよりなる第1のバッファー層11(厚さ0.5μ
m、キャリア濃度5×1018cm-3)、n-−InPよりなる第
2のバッファー層12(厚さ3.0μm、キャリア濃度5×1
015cm-3)、n-−InGaAsよりなる光吸収層13(厚さ1.5μ
m、キャリア濃度5×1015cm-3)、n-−InPよりなるウ
ィンドウ層14(厚さ1.0μm、キャリア濃度5×1015cm
-3)を成長し、光素子層1とする。光素子層上の一部領
域にSiO2よりなるマスク15を施し、不要な光素子層1を
エッチングすることで半絶縁性半導体基板10の一部に光
素子層1を選択的に形成する(第4図(a))。次に、
気相成長法又は分子線成長法によりFeドープInPよりな
る高抵抗半導体層29(厚さ5μm)を成長し、続いて、
GaAsよりなる歪バッファー層16(厚さ0.8μm、ノンド
ープ)、n−GaAsよりなる能動層17(厚さ0.2μm、キ
ャリア濃度1×1717cm-3)を成長し、電子素子層2とす
る。電子素子層2にSiO2よりなるマスク18を施し(第4
図(b))、光素子層1の上部にある不要な電子素子層
1および高抵抗半導体層29をエッチング除去する(第4
図(c))。このエッチングによって生じた溝19の部分
に、FeドープInPからなる半導体層20を気相選択成長法
又は分子線成長法を用いて、選択的に5μm成長させる
ことで、ウェハの平坦化を行う(第4図(d))。これ
以降は、第1の製造方法の実施例で既に詳述した通り、
一般的な製造工程で第3図に示した光電子集積回路が造
られる。
First, n is formed on a flat semi-insulating semiconductor substrate 10 made of InP by a liquid phase growth method, a vapor phase growth method, or a molecular beam growth method.
A first buffer layer 11 of InGaAsP (0.5 μm thick)
m, carrier concentration 5 × 10 18 cm −3 ), second buffer layer 12 of n -InP (thickness 3.0 μm, carrier concentration 5 × 1
0 15 cm -3 ), a light absorption layer 13 (1.5 μm thick) made of n -InGaAs
m, carrier concentration 5 × 10 15 cm −3 ), window layer 14 made of n -InP (thickness 1.0 μm, carrier concentration 5 × 10 15 cm 3 )
-3 ) is grown to obtain an optical element layer 1. An optical element layer 1 is selectively formed on a part of the semi-insulating semiconductor substrate 10 by applying a mask 15 made of SiO 2 to a partial region on the optical element layer and etching an unnecessary optical element layer 1 ( FIG. 4 (a)). next,
A high-resistance semiconductor layer 29 (5 μm in thickness) made of Fe-doped InP is grown by a vapor phase growth method or a molecular beam growth method.
A strain buffer layer 16 made of GaAs (thickness 0.8 μm, non-doped) and an active layer 17 made of n-GaAs (thickness 0.2 μm, carrier concentration 1 × 17 17 cm −3 ) are grown to form an electronic element layer 2. . A mask 18 made of SiO 2 is applied to the electronic element layer 2 (fourth step).
(FIG. 4B), the unnecessary electronic element layer 1 and the high-resistance semiconductor layer 29 on the optical element layer 1 are removed by etching (fourth step).
Figure (c). The wafer is flattened by selectively growing a semiconductor layer 20 made of Fe-doped InP at a depth of 5 μm in the groove 19 formed by this etching using a vapor phase selective growth method or a molecular beam growth method ( (FIG. 4 (d)). Thereafter, as already described in detail in the embodiment of the first manufacturing method,
The optoelectronic integrated circuit shown in FIG. 3 is manufactured by a general manufacturing process.

この様に、第1の製造方法に於いては、段差を有する
半絶縁性半導体基板10の段差下部に光素子層1を形成
し、段差上部に電子素子層2を形成し、さらに光素子層
1と電子素子層2の境界にある溝19を半導体層20で選択
的に平坦に埋め込むことにより、ウェハの段差を1μm
以下に抑えることが可能となり、段差が5μm以上あっ
た従来の光電子集積回路の製造方法に比べて、段差部に
おけるフォトレジストのパターン不良が改善され、さら
に、薄膜レジストが使用できるため電界効果トランジス
タ4に於いて1μm以下の微細ゲート電極26が再現性・
制御性よく得られる。従って、高歩留りかつ高性能な光
電子集積回路がえられる。第2の製造方法は、平坦な半
絶縁性半導体基板10上の一部に光素子層1を形成し、光
素子層1が形成されていない半絶縁性基板10上の領域
に、高抵抗半導体層29と電子素子層2を積層し形成し、
さらに光素子層1と電子素子層2の境界にある溝19を半
導体層20で選択的に埋め込むことによりウェハの段差を
1μm以下に抑えることを可能にしたものである。第2
の製造方法においても、第1の製造方法と同じ理由か
ら、高歩留りかつ高性能な光電子集積回路が得られる。
As described above, in the first manufacturing method, the optical element layer 1 is formed below the step of the semi-insulating semiconductor substrate 10 having the step, the electronic element layer 2 is formed above the step, and the optical element layer is further formed. The trench 19 at the boundary between the semiconductor device 1 and the electronic element layer 2 is selectively buried in the semiconductor layer 20 so that the step of the wafer is 1 μm.
In contrast to the conventional method of manufacturing an optoelectronic integrated circuit having a step of 5 μm or more, the pattern defect of the photoresist at the step is improved, and the thin film resist can be used. The fine gate electrode 26 of 1 μm or less has good reproducibility.
Good controllability is obtained. Therefore, a high-yield and high-performance optoelectronic integrated circuit can be obtained. In the second manufacturing method, the optical element layer 1 is formed on a part of the flat semi-insulating semiconductor substrate 10, and a high-resistance semiconductor is formed in a region on the semi-insulating substrate 10 where the optical element layer 1 is not formed. A layer 29 and an electronic element layer 2 are laminated and formed;
Further, by selectively filling the groove 19 at the boundary between the optical element layer 1 and the electronic element layer 2 with the semiconductor layer 20, the step of the wafer can be suppressed to 1 μm or less. Second
Also in the manufacturing method of (1), a high-yield and high-performance optoelectronic integrated circuit can be obtained for the same reason as in the first manufacturing method.

尚、上記の実施例に於いては寸法例も示したが、結晶
成長の様子は成長法・条件等で大幅に変化するからそれ
らと共に適切な寸法を採用すべきことは言うまでもな
い。又、電極金属・配線金属の種類に関して制限はな
い。電子素子に関してGaAs MESFETを用いたが、InP系
トランジスタ例えばAlGaAs/InGaAs MESFET・接合型FET
・MISFET等を使用してもよく、さらに光素子に関してPI
Nフォトダイオードの代わりに半導体レーザ・導波路形
光スイッチ等を使用してもよいことは改めて詳細に説明
するまでもなく明らかなことである。
In the above-described embodiments, examples of dimensions are also shown. However, it is needless to say that appropriate dimensions should be adopted together with crystal growth since the state of crystal growth varies greatly depending on the growth method and conditions. There is no limitation on the types of electrode metal and wiring metal. Although GaAs MESFETs were used for electronic devices, InP-based transistors such as AlGaAs / InGaAs MESFETs and junction type FETs
・ MISFET, etc. may be used.
It is apparent that a semiconductor laser, a waveguide type optical switch, or the like may be used instead of the N photodiode, without further detailed description.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上詳述したように、本発明によれば、第1の製造方
法及び第2の製造方法のいずれの方法に於いても、光電
子集積回路のウェハの段差を1μm以下に抑えることが
可能となり、段差が5μm以上あった従来の光電子集積
回路の製造方法に比べて、段差部におけるフォトレジス
トのパターン不良が改善させるとともに、電子素子に於
いて1μm以下の微細ゲート電極形成の再現性・制御性
が向上し、高歩留りかつ高性能な光電子集積回路がえら
れる。
As described above in detail, according to the present invention, in any of the first manufacturing method and the second manufacturing method, it is possible to suppress the step of the wafer of the optoelectronic integrated circuit to 1 μm or less, Compared with the conventional method of manufacturing an optoelectronic integrated circuit having a step of 5 μm or more, the pattern failure of the photoresist at the step is improved, and the reproducibility and controllability of forming a fine gate electrode of 1 μm or less in the electronic element are improved. An improved, high-yield, high-performance optoelectronic integrated circuit is obtained.

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

第1図は、本発明の第1の実施例である第1の製造方法
で製作された光電子集積回路の断面図であり、第2図
(a)〜(d)は、その主要部分であるウェハ平坦化プ
ロセスを示す製造工程図である。 第3図は、第2の実施例である第2の製造方法で製
作された光電子集積回路の断面図であり、第4図(a)
〜(d)は、その主要部分であるウェハ平坦化プロセス
を示す製造工程図である。 図に於いて、1は光素子層、2は電子素子層、3はPIN
フォトダイオード、4は電界効果トランジス(FET)、1
0は半絶縁性半導体基板、11は第1のバッファー層、12
は第2のバッファー層、13は光吸収層、14はウィンドウ
層、15はマスク、16は歪バッファー層、17は能動層、18
はマスク、19は溝、20は埋め込み半導体層、21はp形反
転領域、22はp電極、23はn電極、24はソース電極、25
はドレイン電極、26はゲート電極、27はパッシベーショ
ン膜、28は配線、29は高抵抗半導体層である。
FIG. 1 is a cross-sectional view of an optoelectronic integrated circuit manufactured by a first manufacturing method according to a first embodiment of the present invention, and FIGS. 2 (a) to 2 (d) show a main part thereof. It is a manufacturing process figure showing a wafer flattening process. FIG. 3 is a sectional view of an optoelectronic integrated circuit manufactured by the second manufacturing method of the second embodiment, and FIG. 4 (a).
(D) are manufacturing process diagrams showing a wafer flattening process which is a main part thereof. In the figure, 1 is an optical element layer, 2 is an electronic element layer, 3 is a PIN
Photodiode, 4 is a field effect transistor (FET), 1
0 is a semi-insulating semiconductor substrate, 11 is a first buffer layer, 12
Is a second buffer layer, 13 is a light absorbing layer, 14 is a window layer, 15 is a mask, 16 is a strain buffer layer, 17 is an active layer, 18
Is a mask, 19 is a groove, 20 is a buried semiconductor layer, 21 is a p-type inversion region, 22 is a p-electrode, 23 is an n-electrode, 24 is a source electrode, 25
Is a drain electrode, 26 is a gate electrode, 27 is a passivation film, 28 is a wiring, and 29 is a high-resistance semiconductor layer.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 IEEE Photonics Te chnology Letters V ol.2,No.10PP.721−3 [1990] IEEE Transaetions on Electron Devic es,Vol.ED−34,No.2P. 241−6[1987] Applied Physics L etters Vol.48,No.21 P.P.1461−3[1986] ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References IEEE Photonics Technology Letters Vol. 2, No. 10PP. 721-3 [1990] IEEE Transactions on Electron Devices, Vol. ED-34, no. 2P. 241-6 [1987] Applied Physics Letters Vol. 48, No. 21 p. P. 1461-3 [1986]

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】光素子と電子素子とが基板上にモノリシッ
クに集積されている光電子集積回路の製造方法に於い
て、段差を有する半絶縁性半導体基板の段差下部に光素
子層を形成する工程と、前記半絶縁性半導体基板の段差
上部に電子素子層を形成する工程と、前記光素子層と前
記電子素子層の境界にある溝を半導体層で選択的に埋め
込むことによりウェハの平坦化をおこなう工程を含むこ
とを特徴とする光電子集積回路の製造方法。
In a method of manufacturing an optoelectronic integrated circuit in which an optical element and an electronic element are monolithically integrated on a substrate, a step of forming an optical element layer below a step of a semi-insulating semiconductor substrate having a step. Forming an electronic element layer above the step of the semi-insulating semiconductor substrate, and flattening the wafer by selectively filling a groove at a boundary between the optical element layer and the electronic element layer with a semiconductor layer. A method for manufacturing an optoelectronic integrated circuit, comprising the steps of:
【請求項2】光素子と電子素子とが基板上にモノリシッ
クに集積されている光電子集積回路の製造方法に於い
て、平坦な半絶縁性半導体基板上の一部に光素子層を形
成する工程と、前記光素子層が形成されていない前記半
絶縁性基板上の領域に、高抵抗半導体層と電子素子層を
積層し形成する工程と、前記光素子層と前記電子層の境
界にある溝を半導体層で選択的に埋め込むことによりウ
ェハの平坦化をおこなう工程を含むことを特徴とする光
電子集積回路の製造方法。
2. A method of manufacturing an optoelectronic integrated circuit in which an optical element and an electronic element are monolithically integrated on a substrate, wherein an optical element layer is formed on a part of a flat semi-insulating semiconductor substrate. Forming a high-resistance semiconductor layer and an electronic element layer in a region on the semi-insulating substrate where the optical element layer is not formed, and forming a groove at a boundary between the optical element layer and the electronic layer. A step of flattening the wafer by selectively embedding the semiconductor device in a semiconductor layer.
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