JP2726204B2 - 半導体導波路型素子の製造法 - Google Patents
半導体導波路型素子の製造法Info
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Description
造法に関し、具体的には導波路近傍の微細加工を可能と
して高速応答可能な半導体導波路型素子を得ることがで
きるように工夫したものである。
例えば半導体型受光器を例にとると、図2(E)に示す
ような構成となっている。すなわち、導波路形成領域で
は、半絶縁性InP基板01上にn型InP下部導電層
02、ノンドープInGaAs光吸収層03及びp型導
電層04が順次形成されており、低キャリア濃度(この
場合ノンドープ)のInGaAs光吸収層03の上下に
p型導電層04とn型導電層02とを配置した構成とな
っている。そして、この半導体導波路光検出器において
は、p型導電層04とn型導電層02との間に逆バイア
ス電圧を印加してノンドープの光吸収層03内に空乏層
を形成し、この空乏層にかかる高電界を利用して半導体
導波路型光検出器の光吸収層03に入射された信号光を
光電変換するものである。このため、p型導電層04上
にp電極、下部のn型導電層02上にn電極を形成する
必要があるので、従来は図示するように、導波路の一方
側にポリイミド層05を介してn電極06を、他方側に
ポリイミド層05を介してp電極07を引き出してお
り、両電極同士の距離を離すことによって両電極間の寄
生容量を低減している。
は図2(A)〜(E)に示す工程によって行う。 (1)図2(A)に示すように、半絶縁性InP基板0
1、n型下部導電層02、ノンドープInGaAs光吸
収層03、p型InP上部導電層04からなる半導体層
上に幅2μmのストライプ状のSiO2膜08を形成す
る。 (2)図2(B)に示すように、SiO2膜08をマス
クとしてn型InP下部導電層02が露出するまで一回
目の半導体層のエッチングを行い、その後SiO 2膜0
8を除去する。 (3)図2(C)に示すように、半導体層上にレジスト
09を塗布する。 (4)図2(D)に示すように、導波路の片側の領域の
レジスト09を露光し、現像除去する。その後このレジ
スト09をマスクとして二回目の半導体層のエッチング
を行いn型InP下部導電層02を除去する。 (5)図2(E)に示すように、レジスト09を除去
後、導波路をポリイミド層05で埋め込み、n型InP
下部導電層02上のポリイミド層05を除去してそこに
n型オーミック電極06を形成する。さらにp型InP
上部導電層04上のポリイミド層05を除去してそこに
p型オーミック電極07を形成する。
波路の高さは通常2μm以上であるため、従来の製造法
の上記工程(3)において、レジスト09の持つ粘性に
より導波路近傍でのレジスト09の厚さは導波路から離
れた領域でのレジストの厚さの約3倍となる。したがっ
て、上記工程(4)においてp電極を引き出す側の導波
路近傍でのレジスト09を現像除去することが困難であ
るという問題がある。また、導波路幅は通常1μm程度
であるため、フォトプロセスにおいて精度よく導波路近
傍を露光することも困難である。この結果、上記工程
(4)の二回目の半導層のエッチングにおいてp電極を
引き出す側の導波路近傍にn型InP下部導電層02が
残存し、このn型導電層02とp型オーミック電極07
との間に寄生容量が生じて導体導波路型光検出器が高速
応答できないという問題がある。
従来の寄生容量を解消して、高速応答可能な半導体導波
路型素子を得ることができる半導体導波路型素子の製造
法を提供することを目的とする。
明に係る半導体導波路型素子の製造法は、半導体基板上
に設けられた半導体層により構成される半導体導波路型
素子を製造する方法において、半導体基板上あるいは半
導体基板上に設けられた半導体層上に、導波路形成領域
で厚く且つそれ以外の領域で薄い単層の誘電体膜からな
るマスクを形成する工程と、このマスクを用いて上記半
導体基板あるいは半導体基板上に設けられた半導体層を
エッチング加工する工程と、上記マスク全体をエッチン
グして導波路形成領域にのみ上記マスクの一部を残す工
程と、導波路形成領域のみに残された上記マスクの一部
を用いて、さらに上記半導体基板あるいは半導体基板上
に設けられた半導体層をエッチング加工する工程、とを
含むことを特徴とする。
回のエッチングに使用する。すなわち、エッチングマス
クに導波路形成領域で厚く、それ以外の領域で薄いとい
う三次元的構造を持たせることにより、一つのエッチン
グマスクを各エッチングプロセス毎にその形状を変化さ
せて使用する。これにより、エッチングマスクの形成を
エッチングプロセスの後に行う必要がなくなるので、二
回目以降のエッチングも精度よく行うことができ、導波
路近傍の加工形状に起因する寄生容量を低減することが
可能となる。
路型受光器の構造を示す。同図に示すように、この半導
体導波路型受光器の導波路形成領域では、半絶縁性In
P基板1上に厚さ0.4μmのn型InP下部導電層
2、厚さ0.6μmのノンドープInGaAs光吸収層
3、及び厚さ0.5μmのp型上部導電層4が順次形成
されており、ノンドープInGaAs光吸収層3の上下
にp型導電層4とn型導電層2とを配置した構成となっ
ている。また、導波路の一方側にはポリイミド層5を介
してn型オーミック電極6が、他方側にはポリイミド層
5を介してp型オーミック電極7が設けられている。す
なわち、この半導体導波路型光検出器は、ノンドープI
nGaAs光吸収層3を光電変換層とするpinフォト
ダイオードの構成となっている。
を図1(A)〜(F)を参照しながら説明する。 (1)図(A)に示すように、半絶縁性InP基板1、
n型InP下部導電層2、ノンドープInGaAs光吸
収層3、p型InP上部導電層4からなる半導体層上全
面に厚さ0.4μmのSiO2膜8を形成する。その
後、フォトプロセスとエッチングによりSiO2膜8の
一部を除去し、p型InP上部導電層4を露出させる。 (2)図1(B)に示すように、さらにフォトプロセス
とエッチングによりSiO2膜8が幅1μmのストライ
プで厚く、他は薄くなるようにSiO2膜8を加工す
る。ただし、この工程ではSiO2膜8のエッチング深
さは0.2μmのみとしp型InP上部導電層4を露出
させない。 (3)図1(C)に示すように、SiO2膜8をマスク
として一回目のエッチングを行い、半導体層(p型上部
導電層4)を深さ0.4μmだけエッチング除去する。 (4)図1(D)に示すように、SiO2膜8全体を厚
さ0.2μmだけエッチングする。この工程で全体のS
iO2膜のうち厚さ0.2μmの部分は消滅し、半導体
層(p型上部導電層4)が露出する。この結果幅1μm
のストライプ状のSiO2膜8が残る。 (5)図1(E)に示すように、残されたSiO2膜8
をマスクとして二回目の半導体層のエッチングを行い、
半導体層を深さ1.1μmエッチングする。その結果、
幅1μmの導波路が形成され、かつ導波路の片側にはn
型InP下部導電層2が存在し、もう一方の側には全く
存在しないように半導体層が構成される。 (6)図1(F)に示すように、SiO2膜8を除去
後、導波路をポリイミド層5で埋め込み、n型InP下
部導電層2上のポリイミド層5を除去してそこにn型オ
ーミック電極6を形成する。さらにp型InP上部導電
層4上のポリイミド層5を除去してそこにp型オーミッ
ク電極7を形成する。
光器は、寄生容量が5fFと従来の方法で製造した半導
体導波路型受光器の容量の約四分の一であり、また、そ
の応答速度が60GHZで、従来のものと比べて約2倍
の性能を有していた。
nP基板と格子整合する材料を用いた例を示したが、こ
れらの一部または全部をInPと格子整合しない材料と
しても同様の効果が期待できる。また、信号光波長が
1.55μmの場合についての例を示したが、材料を適
当に選ぶことにより波長1.55μm以外の信号光に対
して本実施例と同様の効果がある半導体導波路型光検出
器が実現できる。さらに本製造法を半導体方向性結合
器、半導体レーザあるいは半導体光変調器などの他の光
素子に適用することが可能であることは言うまでもな
い。
エッチングマスクに三次元的構造を持たせ、単一のエッ
チングマスクを用いて複数回のエッチングを行うように
しているので、導波路近傍の微細加工が可能となる。こ
の結果、寄生容量が小さい、すなわち高速応答可能な半
導体導波路型素子を実現することができるという効果を
奏する。
Claims (1)
- 【請求項1】 半導体基板上に設けられた半導体層によ
り構成される半導体導波路型素子を製造する方法におい
て、 半導体基板上あるいは半導体基板上に設けられた半導体
層上に、導波路形成領域で厚く且つそれ以外の領域で薄
い単層の誘電体膜からなるマスクを形成する工程と、 このマスクを用いて上記半導体基板あるいは半導体基板
上に設けられた半導体層をエッチング加工する工程と、 上記マスク全体をエッチングして導波路形成領域にのみ
上記マスクの一部を残す工程と、 導波路形成領域のみに残された上記マスクの一部を用い
て、さらに上記半導体基板あるいは半導体基板上に設け
られた半導体層をエッチング加工する工程、 とを含むことを特徴とする半導体導波路型素子の製造
法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4253387A JP2726204B2 (ja) | 1992-09-24 | 1992-09-24 | 半導体導波路型素子の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4253387A JP2726204B2 (ja) | 1992-09-24 | 1992-09-24 | 半導体導波路型素子の製造法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06104536A JPH06104536A (ja) | 1994-04-15 |
JP2726204B2 true JP2726204B2 (ja) | 1998-03-11 |
Family
ID=17250663
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4253387A Expired - Lifetime JP2726204B2 (ja) | 1992-09-24 | 1992-09-24 | 半導体導波路型素子の製造法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2726204B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4828018B2 (ja) * | 2000-11-06 | 2011-11-30 | 三菱電機株式会社 | 光変調器およびその製造方法並びに光半導体装置 |
JP4165244B2 (ja) | 2003-02-06 | 2008-10-15 | セイコーエプソン株式会社 | 受光素子の製造方法 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2540964B2 (ja) * | 1989-12-27 | 1996-10-09 | 日本電気株式会社 | 光変調器と集積型光変調器と光検出器及びその製造方法 |
-
1992
- 1992-09-24 JP JP4253387A patent/JP2726204B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH06104536A (ja) | 1994-04-15 |
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