JP3010389B2 - 集積光ガイド/検出器構造の形成方法 - Google Patents

集積光ガイド/検出器構造の形成方法

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    • Y10S148/065Gp III-V generic compounds-processing

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体材料から作られ
る集積モノリシツク光ガイド/検出器または光ガイド/
導電体構造を形成する方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】この構造は主として遠隔測定および光遠
隔通信用途に使用されることができる。
【0003】集積はハイブリツド回路の欠点を除去す
る。例えば、光フアイバハイブリツド回路において、6
00メガビット/秒を超える流量に関して1mm以上の
1対の釣り合わされたフオトダイオードを有する光アク
セス通路を調整するのは困難であり、これらの通路はコ
ヒーレントヘテロダインまたはホモダイン受信に必要と
されている。
【0004】最初に集積されたモノリシツク光ガイド/
検出器構造はシリコンから作られた。この技術におい
て、光ガイドは一般的にはSiO2 上に堆積される誘電
体材料から作られかつ検出は基板に具体化されたダイオ
ードにより保証される。かかる構造は、1973年5月
の応用物理、第22巻、第9号、第463ページの「集
積光検出器」と題されたデイー・ビー・オストロスキー
等による文献に記載されている。
【0005】この解決は、半導体材料ガイドが同一吸収
範囲かつしたがつて基板として透明を有するのでIII
−VまたはII−VI族材料から作られる半導体構造に
置き換えられることができない。
【0006】この技術において、誘電体フイルムおよび
III−V族材料を含んでいる混合光ガイド/検出器構
造は1980年1月の応用物理、第36巻、第2号、第
149ページの「集積光伝導検出器および導波管構造」
と題されたジエー・シー・ガンメルおよびジエー・エム
・バランタインによる文献に記載されている。この構造
において、光ガイドはまだ誘電体材料から作られかつ半
導体材料からつくられない。
【0007】1985年4月のエレクトロニク通信、第
21巻、第9号、第82ページの「集積導波管によつて
照射されるモノリシツクInGaAsフオトダイオード
アレイ」と題されたアール・トロンマーによる論文はI
II−V族材料を基礎にした光ガイドにより集積された
最初の光検出器に関連している。この集積構造は幾つか
の欠点を有している。
【0008】とくに、この構造の実施例は、一方が前面
でありかつ他方が後面である2つのエピタキシヤル成長
を必要とし、この実施例はかくして複雑な実施例である
ことを立証する。検出されるべき光ビームは自由キヤリ
アによりビームの吸収による該ビームの1部分を減衰す
るInP n+(約200μm)の厚いフイルムを横切
る。最後に、後方のV形状部分は顕著な実施例の困難を
有する反対の前方光検出器と一致するようになされるこ
とを必要とする。
【0009】消滅波(ダイイングアウトウエーブ)によ
る結合を介してIII−V族材料から作られた幾つかの
集積光ガイド/検出器構造が考えられた(例えば、19
87年1月のエレクトロニク通信、第23巻、第1号、
第2ページの「導波管−InP上の集積p−i−nフオ
トダイオード」と題されたシー・ボーンホルト等による
論文または1987年5月のエレクトロニク通信、第3
9巻、第10号、第501ページの「モノリシツク集積
導波管光検出器」と題されたエス・チヤンドラセカール
等の論文参照)。
【0010】実施例の電流状態において、結合長さを考
慮することが必要であり、その長さは数百μmであり、
光検出器領域を有するように90%を超える吸収を実施
する。かくして、フオトダイオードの寸法が大きく、そ
れゆえ大きなインピーダンスおよび減じられた応答速
度、ならびにより高い暗電流を生じる結果となる。
【0011】バツト結合を有するIII−V族材料から
作られる種々の集積光ガイド/検出器構造が考えられた
(1987年11月のIEEE電子デバイス通信、第E
DL−8巻、第11号、第512ページの「MOVPE
再成長による集積導波管p−i−n光検出器」と題され
たエス・チヤンドラセカール等による文献参照)。この
型の構造において、ダイオードp−i−nの拡散領域p
は光ガイドの端部に対して多量の精度により配置される
ことを必要とする(1μm以下の精度)。これはバツト
結合により提出される大きな問題を示す。
【0012】加えて、検出されるべき光の1部分は吸収
フイルムの外部を通過しかつしたがつて検出効率を減少
するかも知れない。加えて、構造は平面でなく、結果と
して、メサ上の拡散pはガイドのレベルでの固有の領域
の圧縮かつしたがつてダイオード破壊の危険を生じる。
【0013】ダブリユー・デユルデイツセン等による論
文(1989年1月のエレクトロニク通信、第25巻、
第1号の「InP上でY分岐された光導波管により集積
されたバツト結合フオトダイオード」)において、光の
バツト(Butt)検出はガイドフイルムの上方の拡散
p+により得られるダイオードにより保証され、該ダイ
オードの表面は次いで化学的攻撃を経てメサ形状に制限
される。露呈された接合は適宜な非導電体により活動的
でなくされる。
【0014】
【発明が解決すべき課題】この技術は拡散されたダイオ
ードの時間反応に関して決して最良の技術ではなかつ
た。本発明者等によれば、フイルムn中のドーパントp
の局部拡散により得られた平面ダイオードは状態を改善
しない。
【0015】本発明の目的は、上述された種々の欠点を
克服するように半導体材料からつくられた集積光ガイド
/検出器または光ガイド/導電体を形成する方法を提供
することにある。
【0016】以下の説明において、用語「検出器」は光
検出器(p−i−nダイオードまたはシヨツトキーダイ
オードのごとき)または光伝導体を表すものとする。
【0017】
【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明によ
る、集積モノリシツク光ガイド/検出器構造を形成する
ための集積光ガイド/検出器構造の形成方法において、
【0018】a)半導体材料上に下方半導体閉じ込めフ
イルム、その次に半導体ガイドフイルムおよび最後に上
方半導体閉じ込めフイルムをエピタキシヤル成長させ、
前記ガイドフイルムが前記閉じ込めフイルムのエネルギ
より小さいエネルギの禁止帯域を有し、これらのフイル
ムが同一型の導電性を有し、
【0019】b)第1段部を制限する一端により帯片ガ
イドを形成するように前記上方閉じ込めフイルムをエツ
チングし、
【0020】c)前記第1段部に隣接する第2段部を形
成するように工程bで露呈されたガイドフイルムをエツ
チングし、
【0021】d)工程cで得られた構造上にこの型の導
電性を有する半導体検出器フイルムをエピタキシヤル成
長し、
【0022】e)前記帯片ガイドを被覆する検出器フイ
ルムのその部分を除去し、そして
【0023】f)前記ガイドフイルムと前記検出器との
間のバツト結合を形成するように前記段部と反対の前記
検出器フイルムに検出器を形成することからなることを
特徴とする集積光ガイド/検出器構造の形成方法によつ
て達成される。
【0024】この方法は従来技術の方法より実行が非常
に簡単でありかつ検出効率の増大を可能にし、さらによ
り大きな入射光パワーを使用する可能性を提供する。
【0025】本発明により得られる構造において、ガイ
ドおよび検出器の結合は端部を介して保証されかつ本発
明の方法はガイドの端部に対して検出器の局部限定に連
係された精度制約の解決を可能にする。
【0026】加えて、本方法は光を透過する吸収領域間
のインターフエイスからできるだけ離して検出器の形成
を可能にし、かくして光情報のどのような損失をも制限
する。
【0027】ガイドフイルムの第1段部または第2段部
によつて、検出部分は、検出器がその場合にガイドフイ
ルムの端部に取り付けられることができるので、従来技
術のように高い精度でもはや配置されなくともよい。
【0028】本発明によれば、検出は光検出または光伝
導とすることができ、それ伴って検出フイルムは光検出
器フイルムまたは光伝導フイルムとして示される。
【0029】光検出は接合点p−i−nを構成するよう
にエピタキシヤル成長フイルムを構成する導電性と異な
る導電性を有する不純物を検出器フイルムに拡散するこ
とにより実施される。加えて、抵抗接点が領域nおよび
p上に設けられる。
【0030】平らな検出器フイルム中のこれらのイオン
の局部拡散は、デユルデイツセンによる上記論文に示さ
れるように、ダイオードを保護する問題の解決を可能に
する。
【0031】検出器が光検出器であるとき、イオンおよ
び抵抗接点の拡散が互いから間隔が置かれかつ帯片ガイ
ドの両側に段部と反対に配置される検出器フイルム上に
2つの導電性電極を堆積することにより置き換えられ、
これら2つの電極は帯片ガイド中の光の伝播方向に対し
て平行である。得られた集積構造において、光はガイド
フイルム内に案内されかつ次いで検出器フイルムにより
吸収されるように該検出器フイルムに通じる。これは光
伝導体の電極の端子でのダイオードp−i−nの光電流
または抵抗変化を結果として生じる。
【0032】第1および第2段部の垂直側片を分離する
距離は検出器フイルム中の消滅波による光の吸収が無視
し得るように比較的短くする必要がある。
【0033】好都合には、この距離は5μmより大きい
かまたは等しくかつ10μm以下かつ例えば、8μmに
等しい。
【0034】帯片ガイドは通常2ないし6μmの間で比
較的狭い。いま、また、光検出または光伝導において狭
い光ガイドの使用は光検出器または光伝導体のレベルで
のエネルギ密度が極めて高いことを意味する。密度中間
高さでの通常5μm2 のガイド断面に関して、検出器に
入る1mWの光パワーは約20kW/cm2 (ヘテロダ
イン検出器に使用される局部発振器が数mWの光パワー
を有する)。
【0035】光電子の密度はそれゆえ極めて高くかつ検
出器が光検出器であるか否かに依存して、拡散領域また
は電極の下に置かれた領域の空間電荷負荷に存在する電
界の退化を検出器のレベルにおいて生じる。これに関連
して、1988年9月の物理ジヤーナル、第49巻、第
9号の付録、討論4の「コヒーレント検出用光ダイオー
ド:設計および実験結果」と題されたジエー・イー・ビ
アレツト等による論文を参照することができる。
【0036】これはまずキヤヤリアの不十分な収集かつ
したがつて光電効率の降下をそして次に検出器の非常に
遅い応答速度を結果として生じるフオトダイオードまた
は光伝導体の容量の増加を生じる。
【0037】本発明はダイオードまたは内部電極空間の
幅に達するようにエピタキシヤル成長フイルムの平面内
の屈折を経て光ビームが自由に広がるのを許容すること
によりこの問題を解決することを提案し、フイルムに対
して垂直な平面内の案内が保持される。
【0038】このために、帯片ガイドはエピタキシヤル
成長フイルムに平行な平面の内部に横方向に広がること
により検出器と反対にその端部で終端する。かくして、
エネルギ密度は検出器のレベルで減少される。
【0039】本発明の方法はHgCdTe族を含んでい
るII−VI族材料のごときいずれかの型の半導体材料
およびいずれかの型の半導体に適用し得る。
【0040】本発明の方法はIII−V族化合物に完全
に適合させられる。この場合に、閉じ込めフイルム、ガ
イドフイルムおよび検出器フイルムが光吸収現象を制限
するように好都合には故意にドーピングされず、残留ド
ーピングは一般に多数のキヤリアのより大きな移動度に
よるn−型からなる。
【0041】第1の実施例によれば、基板はInP基板
(n+型)であり、閉じ込めフイルムはInPフイルム
(n−型)であり、ガイドフイルムはGax Inl−
xAsy Pl−y(n−型)であり、xは0より大き
くかつ1より小さいかほぼ等しくかつyは0より大きく
かつ1より小さいかまたはほぼ等しく、そして検出器フ
イルムはGal−zInzAs(n−型)で、zは0よ
り大きくかつ1より小さいかまたはほぼ等しい。
【0042】第2の実施例によれば、基板はGaAs
(n+型)であり、閉じ込めフイルムはGal−tAl
tAsフイルム(n−型)であり、tは0より大きくか
つ1より小さいかまたはほぼ等しく、ガイドフイルムは
GaAsフイルム(n−型)であり、そして検出器フイ
ルムはGal−vInvAsフイルム(n−型)であ
り、vは0より大きくかつ1より小さいかまたはほぼ等
しい。
【0043】本発明の他の特徴および利点は、添付図面
に関連して、図示のためにかつ非限定的に付与される以
下の説明を読むことにより容易に明らかとなる。
【0044】
【実施例】本発明の方法はIII−V族材料に完全に適
合されるので、以下の説明はこれらの材料のみに言及す
る。
【0045】まず、本発明の方法は、図1に示されるよ
うに、III−V族材料の単結晶基板上への種々のII
I−V族材料半導体フイルムのエピタキシヤル成長から
なり、これらのエピタキシヤル成長は公知のMOCV
D,LPEまたはEJM技術により区別なしに行われ
る。
【0046】基板1はGaAsに関してクロムドーピン
グそしてInPに関して鉄ドーピングにより非半導電性
にされた2成分系のInPまたはGaAs基板である。
【0047】まず、基板と同一組成を有するバツフア半
導体フイルム2が基板1上にエピタキシヤル成長させら
れかつ1018 at/cm3 のドーズ量のシリコンによ
りn+ドーピングされそして約1μmの厚さであり、こ
れに続いて約1μmの厚さのIII−V族材料のドーピ
ングされない材料からなる下方閉じ込め半導体フイルム
4、次いで約1μmの厚さのIII−V族材料からなる
ドーピングされない半導体ガイドフイルム6、および最
後に約1μmの厚さのIII−V族材料からなるドーピ
ングされない上方閉じ込め半導体フイルム8が設けられ
る。
【0048】フイルムの厚さはとくに材料の正確な組成
および所望の光閉じ込め率(%)にしたがつて選ばれ
る。
【0049】基板1およびGaAsバツフアフイルムに
関して、閉じ込めフイルム4および8は0.01ないし
0.40の範囲の間隔内で選ばれたtを有するGal−
tAltAsから作られそしてガイドフイルム6はGa
Asから作られる。基板1およびInPバツフアフイル
ム2に関して、閉じ込めフイルム4および8はInPか
ら作られかつガイドフイルムは、InPメツシユ同調を
保証するように、xとyとの以下の関係 x=0.1894y/(0.4184−0.013y) により、Gax Inl−x Asy Pl−yから作
られる。加えて、式 Eg(eV)=1.35−0.72y+0.12y2 により定義されるこの4価の材料の禁止帯域エネルギが
1.25eV(または1μm)と0.85eV(または
1.45μm)との間に、すなわちまず値x=0.06
およびy=0.14の対および次いでx=0.37およ
びy=0.80の対の間に置かれる範囲内でxおよびy
を変化させるのが合理的である。
【0050】従来のフオトエツチング技術(CVD蒸
着、樹脂フオトマスク、化学エツチング、フオトマスク
の除去)によつて、窒化シリコンマスク10(Si3
4 )は保持されるべき閉じ込めフイルム8の領域をマス
キングにより形成される。
【0051】選択的な攻撃によつて、フイルム8はエツ
チングされ、窒化シリコンマスク10はこのエツチング
をマスクするのに使用され、かくしてマスク10の形状
を、図2および図3に示されるように、フイルム8に転
写する。このエツチングフイルムはアルゴンイオンによ
るイオンエツチングによりまたは湿式方法を介してIn
Pフイルム8に関して1:1の容量比率のHCl/H3
PO4 の混合物およびGaAlAsフイルム8に関して
1:8:1の容量比率においてH2 SO4 /H2 2
2 Oの混合物により形成される。
【0052】マスク10はフイルム8の1部分のみに延
在する一定の幅1を有する帯片の形で現れ、かくしてそ
れは幅1、代表的には4μm(図3)を有する帯片ガイ
ド8aの獲得を可能にし、その端部はフイルム6を有す
る段部12を形成する。
【0053】フイルム8のエツチングは、図2に示され
るように、その厚さ全体にわたつて、または図4に示さ
れるように、フイルムの厚さの1部分のみになされるこ
とができる。
【0054】次いで、エツチングマスク10はCF4
ラズマにより乾燥方法で除去される。
【0055】図5に示される方法の次の段階は帯片ガイ
ド8a全体、ならびに保持されるようなフイルム6の領
域をマスクするようになされる新たな窒化シリコンマス
ク14を形成することからなる。マスク14は段部12
の端部に配置された段部12に隣接したフイルム6の領
域をマスクする。
【0056】次いで、選択的なエツチングがフイルム6
についてその厚さ全体にわたつてなされる。得られた構
造は図6に示される構造である。エツチングされたフイ
ルム6は、フイルム4に沿って、2つの段部を有する階
段を構成するように段部12に隣接する段部16を画成
する。
【0057】GaInAsPフイルム6に関して、選択
的な攻撃が1:10:1の容量比率においてH2 SO4
/H2 2 /H2 Oの溶液により行われることができそ
してGaAsガイドフイルムに関して、エツチングは
3:1:3の容量比率においてCH4 O/H2 2 /H
3 PO4 により行われる。
【0058】2つの段部を分離する間隔dは約8μmで
ある。
【0059】エツチングマスク14の除去後、マスク1
0によると同一条件にしたがつて、ドーピングされた光
伝導半導体III−V族材料フイルム18がエピタキシ
ヤル成長させられる。このフイルムはフイルム8および
6の積み重ねより厚くかつ2ないし5μmの厚さを有す
る。
【0060】このフイルム18は、InPまたはGaA
s基板に関しての0.75eV(または1.65μm)
の禁止帯域エネルギに対応する、z=0.47を有する
Gal−zInzAs(n−型)(<1016cm -3
から作られる。
【0061】窒化シリコンからなる新たなマスク20が
形成されその開口が段部12および16の上方に作ら
れ、段部16の端部はマスクされる。マスクの位置決め
は厳密に重要ではない。
【0062】次いで、選択的なエツチングがそれから光
伝導フイルム18のマスクされてない部分を除去するよ
うに光伝導フイルム18から作られる。得られた構造は
図7に示される構造である。このエツチングは1:1
0:1の容量比率のH2 SO4/H2 2 /H2 Oから
なる溶液により行われる。
【0063】次いで、エツチングマスク20が前述され
たように除去される。
【0064】次いで、2つの電極24および26が、こ
の分野の専門家に良く知られている、「持ち上げ」技術
によつて光伝導フイルム18上に堆積される。
【0065】図8に示されるように、電極24および2
6は帯片ガイド8aの突起に堆積されかつ帯片ガイド8
aの両側に対称的に配置され、それらは帯片ガイド8a
の長手方向軸線に対して平行に方向付けられる。これら
の電極は段部16に取り付けられることができる。
【0066】2つの電極を分離する間隔eはほとんど帯
片ガイド8aの幅1である。
【0067】光電効率による検出可能な入射光パワー、
ならびに最適な応答速度を増大する1つの方法は、図9
および10に示されるように、光ビーム27がエピタキ
シヤル成長フイルムの平面の内部に屈折を介して自由に
広がるようにすることである。
【0068】このために、フイルム8に画成された帯片
ガイド28はエピタキシヤル成長フイルムに対して平行
な平面内で横方向の広がり28aまたは28bにより電
極24および26と反対の端部で終端される。
【0069】この広げられた部分は、図9に示されるよ
うに、平行六面体の長方形28aの形状を、または図1
0に示されるように、截切円錐形28bの形状、または
他の断熱的な形状(パラボラのごとき)を有することが
できる。帯片ガイドのこれらの特別な形状は適宜に形成
されたエツチングマスクを使用することによりフイルム
8の選択的なエツチングの間中得られる。
【0070】図9の形状において、電極24および26
を分離する間隔Eはビーム27の突起に対して垂直な方
向に沿って測定される広げられた部分28aの幅1に等
しい。
【0071】本発明の集積構造の検出器部分はまた、図
11に示されるように、1つの光検出器からなることが
できる。この構造は検出部分によつて単に前記構造と異
なる。この部分は検出器フイルム18の方向と反対の方
向に作用する導電性を有する拡散領域32およびとくに
拡散領域p+により2つの電極24および26を置き換
えることからなる。この拡散領域32はガイドフイルム
の段部16に取り付けられる。
【0072】この拡散はその開口が段部16に対して垂
直に置かれる窒化シリコンマスクによつて行われる。こ
の開口は約30μmの直径を有する。密封された球内の
ZnAs2 の局部拡散が以下の条件で、すなわち、約
1.5μmの接合深さに関して500°Cで2時間行わ
れた。
【0073】この拡散領域p+は構造のガイド部分の上
方に置かれたフイルム18の部分を除去する以前に形成
される(図6および図7)。
【0074】抵抗接点34および36はダイオードのそ
れぞれ領域p+およびn+に形成される。これらの接点
はそれぞれAuZnおよびAuGeNi接点である。
【0075】この光ガイド/検出器構造の帯片ガイドは
もちろん、図9および図10に示されるように、1つの
広げられた部分からなり、この広げられた部分の幅Lは
ほぼダイオードの直径、すなわち30μmに等しい。
【0076】フイルム18の成長インターフエイスから
できるだけ離れたフオトダイオードまたは光伝導体の実
施例は光情報の損失の制限かつしたがつてフオトダイオ
ードまたは光伝導体の効率の増加を可能にする。実際
に、成長インターフエイスは照射により発生されたこれ
らの電子のトラツプを構成する。
【0077】ガイドおよび光検出器のバツト結合におい
て、接合点pnは、図12に示されるように、ガイドの
限界と同じ高さに置かれる必要があり、ガイドの端部6
aおよび接合の拡散領域32を分離する間隔aは、光検
出器材料18aの吸収特性に依存して、1ないし数μm
間で変化することができる。いまや、実際に間隔aを最
大に減少するのは極めて困難である。
【0078】ガイドフイルム上への階段頂部16の概念
により、本発明によれば、検出部分かつとくに拡散領域
32または電極24および26は正確に配置される必要
がない。
【0079】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
集積モノリシツク光ガイド/検出器構造を形成するため
の集積光ガイド/検出器構造の形成方法において、
【0080】a)半導体材料上に下方半導体閉じ込めフ
イルム、その次に半導体ガイドフイルムおよび最後に上
方半導体閉じ込めフイルムをエピタキシヤル成長させ、
前記ガイドフイルムが前記閉じ込めフイルムのエネルギ
より小さいエネルギの禁止帯域を有し、これらのフイル
ムが同一型の導電性を有し、
【0081】b)第1段部を制限する一端により帯片ガ
イドを形成するように前記上方閉じ込めフイルムをエツ
チングし、
【0082】c)前記第1段部に隣接する第2段部を形
成するように工程bで露呈されたガイドフイルムをエツ
チングし、
【0083】d)工程cで得られた構造上にこの型の導
電性を有する半導体検出器フイルムをエピタキシヤル成
長し、
【0084】e)前記帯片ガイドを被覆する検出器フイ
ルムのその部分を除去し、そして
【0085】f)前記ガイドフイルムと前記検出器との
間のバツト結合を形成するように前記段部と反対の前記
検出器フイルムに検出器を形成することからなるので、
従来技術の方法より実行が非常に簡単でありかつ検出効
率の増大を可能にし、さらにより大きな入射光パワーを
使用する可能性を有する集積光ガイド/検出器構造の形
成方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に従っている光伝導体を形成するための
工程を示す長手方向断面図である。
【図2】本発明に従っている光伝導体を形成するための
工程を示す長手方向断面図である。
【図3】本発明に従っている光伝導体を形成するための
工程を示す平面図である。
【図4】本発明に従っている集積光ガイド/検出器構造
の変形実施例を示す長手方向断面図である。
【図5】本発明に従っている光伝導体を形成するための
工程を示す長手方向断面図である。
【図6】本発明に従っている光伝導体を形成するための
工程を示す長手方向断面図である。
【図7】本発明に従っている光伝導体を形成するための
工程を示す長手方向断面図である。
【図8】本発明に従っている光伝導体を形成するための
工程を示す平面図である。
【図9】本発明に従っている集積光ガイド/検出器構造
の変形実施例を示す平面図である。
【図10】本発明に従っている集積光ガイド/検出器構
造の変形実施例を示す平面図である。
【図11】本発明に従っている集積光ガイド/検出器構
造p−i−nの実施例を示す長手方向断面図である。
【図12】ガイドフイルムの段部の実施なしのバツト結
合の実際の困難を示している、本発明の部分を形成しな
い集積光ガイド/検出器の実施例を示す長手方向断面図
である。
【符号の説明】
1 基板 4 下方閉じ込めフイルム 6 ガイドフイルム 8 上方閉じ込めフイルム 10 マスク 12 段部 16 段部 18 III−V族材料フイルム 20 マスク 24 電極 26 電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (73)特許権者 591051690 フランス・テレコム・エタブリスマン・ オウトノム・デ・ドロワ・パブリック (セントル・ナショナル・デチュード・ デ・テレコミュニカシオン) FRANCE TELECOM ETA BLISSEMENT AUTONOM E DE DROIT PUBLIC (CENTRE NATIONAL D ’ETUDES DES TELECO MMUNICATIONS) フランス国 92131 イッスィ・レ・ム リノー、リュ・デュ・ジェネラル・ルク レール 38/40 (72)発明者 ルイ・メニゴー フランス国 91440 ビュレ・スュル・ イヴェッテ、アヴェニュ・デ・ティレウ ル 85 (72)発明者 アラン・カレンコ フランス国 92340 ブール・ラ・レー ネ、リュ・ポール・ヘンリ・ティロ 4 (72)発明者 アンドレ・スカヴェネ フランス国 75013 パリ、リュ・エミ ル・デスランドレ 8 (56)参考文献 特開 昭63−14470(JP,A) 特開 昭61−32804(JP,A) 特開 平2−72679(JP,A) 特開 昭64−18110(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 31/10 - 31/119 G02B 6/12 - 6/138

Claims (11)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 集積モノリシツク光ガイド/検出器構造
    を形成するための集積光ガイド/検出器構造の形成方法
    において、 a)半導体材料上に下方半導体閉じ込めフイルム、その
    次に半導体ガイドフイルムおよび最後に上方半導体閉じ
    込めフイルムをエピタキシヤル成長させ、前記ガイドフ
    イルムが前記閉じ込めフイルムのエネルギより小さいエ
    ネルギの禁止帯域を有し、これらのフイルムが同一型の
    導電性を有し、 b)第1段部を制限する一端により帯片ガイドを形成す
    るように前記上方閉じ込めフイルムをエツチングし、 c)前記第1段部に隣接する第2段部を形成するように
    工程bで露呈されたガイドフイルムをエツチングし、 d)工程cで得られた構造上にこの型の導電性を有する
    半導体検出器フイルムをエピタキシヤル成長し、 e)前記帯片ガイドを被覆する検出器フイルムのその部
    分を除去し、そして f)前記ガイドフイルムと前記検出器との間のバツト結
    合を形成するように前記段部と反対の前記検出器フイル
    ムに検出器を形成することからなることを特徴とする集
    積光ガイド/検出器構造の形成方法。
  2. 【請求項2】 前記上方閉じ込めフイルムのエツチング
    はこの上方閉じ込めフイルムの半導体材料が前記第2段
    部上にあるようにその厚さの1部分上にのみ形成される
    ことを特徴とする請求項1に記載の集積光ガイド/検出
    器構造の形成方法。
  3. 【請求項3】 前記帯片ガイドは前記端部でエピタキシ
    ヤル成長されたフイルムに対して平行な平面内の横方向
    広がりにより終端することを特徴とする請求項1に記載
    の集積光ガイド/検出器構造の形成方法。
  4. 【請求項4】 前記工程fは互いに間隔が置かれそして
    前記帯片ガイドの両側で前記段部と反対にかつ前記帯片
    ガイドに平行に配置される前記検出器フイルム上に2つ
    の導電性電極を形成することからなることを特徴とする
    請求項1に記載の集積光ガイド/検出器構造の形成方
    法。
  5. 【請求項5】 前記工程fは前記段部と反対に接合点p
    nおよび領域nおよびpの各々の抵抗接点を形成するよ
    うに前記半導体フイルムの導電性と異なる型の導電性を
    有する不純物を局部的に拡散することからなることを特
    徴とする請求項1に記載の集積光ガイド/検出器構造の
    形成方法。
  6. 【請求項6】 前記第1および第2段部の垂直側片を分
    離する間隔は5ないし10μmの間隔で選ばれることを
    特徴とする請求項1に記載の集積光ガイド/検出器構造
    の形成方法。
  7. 【請求項7】 前記エピタキシヤル成長フイルムを支持
    する半導体材料は非半導体基板により構成され、その上
    に多量にドーピングされた半導体フイルムがエピタキシ
    ヤル成長され、上方および下方閉じ込めフイルム、ガイ
    ドフイルムおよび検出器フイルムを構成する基板と同一
    型からなることを特徴とする請求項1に記載の集積光ガ
    イド/検出器構造の形成方法。
  8. 【請求項8】 前記半導体材料および前記半導体フイル
    ムはIII−V族化合物により構成されることを特徴と
    する請求項1に記載の集積光ガイド/検出器構造の形成
    方法。
  9. 【請求項9】 前記閉じ込めフイルム、前記ガイドフイ
    ルムおよび前記検出器フイルムは故意にドーピングされ
    ないことを特徴とする請求項7に記載の集積光ガイド/
    検出器構造の形成方法。
  10. 【請求項10】 前記基板はInP基板(n+型)であ
    り、前記閉じ込めフイルムはInPフイルム(n−型)
    であり、前記ガイドフイルムはGax Inl−xAs
    y Pl−yフイルム(n−型)であり、xは0より大
    きくかつ1より小さいかほぼ等しくかつyは0より大き
    くかつ1より小さいかまたはほぼ等しく、そして前記検
    出器フイルムはGal−zInzAsフイルム(n−
    型)で、zは0より大きくかつ1より小さいかまたはほ
    ぼ等しいことを特徴とする請求項7に記載の集積光ガイ
    ド/検出器構造の形成方法。
  11. 【請求項11】 前記基板はGaAs(n+型)であ
    り、前記閉じ込めフイルムはGal−tAltAsフイ
    ルム(n−型)であり、tは0より大きくかつ1よりち
    いさいかまたはほぼ等しく、前記ガイドフイルムはGa
    Asフイルム(n−型)であり、そして前記検出器フイ
    ルムはGal−vInvAsフイルム(n−型)であ
    り、vは0より大きくかつ1より小さいかまたはほぼ等
    しいことを特徴とする請求項7に記載の集積光ガイド/
    検出器構造の形成方法。
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