JP3287982B2 - Optical waveguide type photodetector incorporating signal processing circuit and method of manufacturing the same - Google Patents
Optical waveguide type photodetector incorporating signal processing circuit and method of manufacturing the sameInfo
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は光ピックアップなど
に用いる信号処理回路を内蔵した光電変換素子と同一基
板上に光導波路を形成した光導波路型受光素子およびそ
の製造方法に関するものであり、その中でも特に信号処
理回路部分の素子特性を安定化に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical waveguide type light receiving element having an optical waveguide formed on the same substrate as a photoelectric conversion element incorporating a signal processing circuit used in an optical pickup or the like, and a method of manufacturing the same. In particular, the present invention relates to stabilizing element characteristics of a signal processing circuit portion.
【0002】[0002]
【従来の技術】光ピックアップはコンパクトディスク
(CD)やミニディスク(MD)などに幅広く用いられ
ている。最近、光ピックアップの小型化の要請が高まっ
ており、そのための方策として、光導波路を使用して光
学部品を光検出器上に集積化する試みがなされている。
このような光導波路ピックアップの例を図10に示す。
半導体レーザ111から出射された光が光ディスク10
1の表面に入射する間の光路上に、光集積化検出素子1
20を設けている。すなわち、この光集積化検出素子1
20は、たとえばシリコン基板1上にバッファ層112
を介して、光導波路層113が形成されている。この光
導波路層113には光検出器114が接続されている。
これはその出力を各制御にも使用するため、通常複数の
フォトダイオードに分割されている。また、光導波路層
113上にはその光導波路層113よりも低い屈折率を
持つ第1ギャップ層115が積層されている。この第1
ギャップ層115上には前記光導波路層113よりも低
い屈折率を持つ第2ギャップ層116が積層されてい
る。この第2ギャップ層116の端面部116aには、
開口部117が形成されている。その第2ギャップ層1
16の開口部117には、前記光導波路層113よりも
高い屈折率を持つ接着層118が設けられており、この
接着層118により、前記第1ギャップ層115と、こ
の接着層118の上部の前記光導波路層113よりも高
い屈折率を持つ誘電体からなるプリズム119とが接着
固定されている。2. Description of the Related Art Optical pickups are widely used for compact discs (CD) and mini discs (MD). Recently, there has been an increasing demand for miniaturization of optical pickups, and as a measure therefor, attempts have been made to integrate optical components on a photodetector using an optical waveguide.
FIG. 10 shows an example of such an optical waveguide pickup.
The light emitted from the semiconductor laser 111 is
The optical integrated detection element 1
20 are provided. That is, the optical integrated detection element 1
Reference numeral 20 denotes a buffer layer 112 on the silicon substrate 1, for example.
, An optical waveguide layer 113 is formed. A photodetector 114 is connected to the optical waveguide layer 113.
This is usually divided into a plurality of photodiodes in order to use its output for each control. Further, a first gap layer 115 having a lower refractive index than the optical waveguide layer 113 is stacked on the optical waveguide layer 113. This first
On the gap layer 115, a second gap layer 116 having a lower refractive index than the optical waveguide layer 113 is laminated. The end face portion 116a of the second gap layer 116 includes
An opening 117 is formed. The second gap layer 1
An adhesive layer 118 having a higher refractive index than the optical waveguide layer 113 is provided in the 16 openings 117, and the adhesive layer 118 allows the first gap layer 115 and an upper portion of the adhesive layer 118 to be formed. A prism 119 made of a dielectric material having a higher refractive index than the optical waveguide layer 113 is bonded and fixed.
【0003】第1ギャップ層115および第2ギャップ
層116としてはSiO2 系の膜が使用され、接着層1
18の屈折率は前記の各ギャップ層115および116
の屈折率より高くされている。第1ギャップ層115と
第2ギャップ層116のそれぞれの屈折率には、特に大
小関係はない。第2ギャップ層115の端面部116a
は、導波光Aが光導波路層113中を進行するように、
斜面にされている。なお、図10の装置には回路素子は
設けられていない。[0003] As the first gap layer 115 and the second gap layer 116, an SiO 2 based film is used.
The refractive index of 18 is different from that of each of the gap layers 115 and 116 described above.
Is higher than the refractive index. The respective refractive indices of the first gap layer 115 and the second gap layer 116 have no particular magnitude relation. End face 116a of second gap layer 115
Is such that the guided light A travels through the optical waveguide layer 113,
Being on the slope. Note that no circuit element is provided in the device of FIG.
【0004】このような構成において、半導体レーザ1
11から出射された光はコリメートレンズ102により
平行化され、光集積化検出素子120のプリズム119
に入射した後、その入射した光の一部はプリズムの底面
で反射し、他の入射した光は図10中左方向に向かって
導波する。その導波した光は、再度プリズム119によ
り放射される。これをいわゆるデカップリングと呼ぶ。
このようにしてプリズム119の底面に反射した光とデ
カップリングにより放射した光は、再び一緒になって光
の強度が向上されプリズム119から出射し、対物レン
ズ115により集光されて光ディスク101の面上に照
射され、これにより情報の記録,読出等が行なわれる。
また、その光ディスク101からの反射光は、再び対物
レンズ115を介してプリズム119に入射する。そし
て、その入射した光の一部はプリズム119の底面で反
射され、その他の光は接着層118,第1ギャップ層1
15を介して、光導波路層113の左方に導波される。
その導波光Aは、第2ギャップ層116が存在するため
に、再びプリズム119にデカップリングすることなく
その光導波路層113中を右方に進行していく。この場
合、第1ギャップ層115の膜厚を制御して所定の光量
が光導波路層113内に導波するようにしている。ま
た、第2ギャップ層116の膜厚が薄い場合には、導波
路光Aの一部がプリズム119に放射していくため、第
2ギャップ層116の膜厚は導波路光Aが放射しないよ
うに十分厚く設定する必要があり、ここでは1μm以上
の厚みにすればよい。In such a configuration, the semiconductor laser 1
The light emitted from the light 11 is collimated by the collimating lens 102, and the prism 119 of the optical integrated detection element 120
, Part of the incident light is reflected by the bottom surface of the prism, and the other incident light is guided to the left in FIG. The guided light is radiated again by the prism 119. This is called so-called decoupling.
The light reflected by the bottom surface of the prism 119 and the light radiated by the decoupling are combined again to increase the light intensity, exit from the prism 119, and are condensed by the objective lens 115 to be condensed by the objective lens 115. Irradiated on the upper side, thereby recording and reading information.
The reflected light from the optical disk 101 again enters the prism 119 via the objective lens 115. Then, a part of the incident light is reflected by the bottom surface of the prism 119, and the other light is reflected by the adhesive layer 118 and the first gap layer 1.
The light is guided to the left of the optical waveguide layer 113 through the line 15.
The guided light A travels rightward in the optical waveguide layer 113 without being decoupled to the prism 119 again due to the presence of the second gap layer 116. In this case, the thickness of the first gap layer 115 is controlled so that a predetermined amount of light is guided into the optical waveguide layer 113. When the thickness of the second gap layer 116 is small, a part of the waveguide light A radiates to the prism 119. Therefore, the thickness of the second gap layer 116 is set so that the waveguide light A does not radiate. In this case, the thickness may be set to 1 μm or more.
【0005】なお、光集積化検出素子120上には図示
しない導波路ミラーが形成され、光検出器114へ向け
て導波光を収束するようになっている。その働きにより
光検出器114を構成する各フォトダイオードの出力を
適切に加減することにより、光ピックアップの制御に必
要なフォーカス誤差信号、ラジアル誤差信号、再生情報
信号が得られる。[0005] A waveguide mirror (not shown) is formed on the optical integrated detection element 120 so as to converge the guided light toward the photodetector 114. By appropriately adjusting the output of each photodiode constituting the photodetector 114 by the operation, a focus error signal, a radial error signal, and a reproduction information signal required for controlling the optical pickup can be obtained.
【0006】上記のような光導波路型光検出素子におい
て、光検出器であるフォトダイオードとともに、光電変
換された信号を処理するICを同一基板上に形成するこ
とが考えられる。そのような光導波路型検出素子の一例
の略断面図を図11に示す。In the above-described optical waveguide type photodetector, it is conceivable to form an IC for processing a photoelectrically converted signal on the same substrate together with a photodiode as a photodetector. FIG. 11 shows a schematic cross-sectional view of an example of such an optical waveguide type detection element.
【0007】図11は図10のような光ピックアップの
光検出器およびこれとともに信号処理回路を集積化した
部分の拡大断面図である。Aの部分がフォトダイオー
ド、Bの部分が回路支持部分、Cの部分が光導波路とフ
ォトダイオードのカップリング部分である。FIG. 11 is an enlarged sectional view of a portion where the photodetector of the optical pickup as shown in FIG. 10 and a signal processing circuit are integrated together with the photodetector. A portion is a photodiode, B portion is a circuit supporting portion, and C portion is a coupling portion between the optical waveguide and the photodiode.
【0008】たとえば、P型のシリコン基板1の表面に
はN型エピタキシャル層5が形成されており、その右方
の回路素子部分Bの下部にはN型埋込拡散層2が埋込ま
れており、その上方のN型エピタキシャル層5の表面の
P型拡散層6およびその表面のN型拡散層9等によりN
PNトランジスタが形成されている。これらの表面には
SiO2 膜7を貫通するメタル電極10,10,…が設
けられている。For example, an N-type epitaxial layer 5 is formed on the surface of a P-type silicon substrate 1, and an N-type buried diffusion layer 2 is buried below a circuit element portion B on the right side. The P-type diffusion layer 6 on the surface of the N-type epitaxial layer 5 and the N-type diffusion layer 9 on the surface
A PN transistor is formed. On these surfaces, metal electrodes 10, 10,... Penetrating the SiO 2 film 7 are provided.
【0009】各回路素子は、P型埋込分離拡散層3およ
びP型分離拡散層4によって隣接する素子と分離されて
いる。Each circuit element is separated from an adjacent element by a P-type buried isolation / diffusion layer 3 and a P-type isolation / diffusion layer 4.
【0010】左方にはN型エピタキシャル層5とその表
面に形成されたP型拡散層6およびP型基板1によりフ
ォトダイオードが形成されている。これは必要により複
数個に分割される。フォトダイオードのカソードとし
て、N型エピタキシャル層5に設けたN型拡散層9に
は、表面のSiO2 膜7を貫通して電極10が設けられ
ている。左方のP型拡散層6の表面および右方のSiO
2 膜7の表面はSiN膜8で覆われている。左方のSi
N膜8の表面および右方の電極部分付近のSiN膜8の
表面はバッファ層となるSiO2 膜121で覆われてい
る。フォトダイオード表面のSiO2 膜121は除去さ
れて導波路層12がフォトダイオードとカップリングす
るようにされているが、その他の部分のSiO2 膜12
1の表面は、たとえばガラスによる導波路層12で覆わ
れている。さらにその上方にはたとえばSiO2 のクラ
ッド層13(図10の第1ギャップ層115に対応す
る)で覆われている。On the left, a photodiode is formed by the N-type epitaxial layer 5, the P-type diffusion layer 6 formed on the surface thereof, and the P-type substrate 1. This is divided into a plurality as necessary. As a cathode of the photodiode, an electrode 10 is provided in the N-type diffusion layer 9 provided in the N-type epitaxial layer 5 through the SiO 2 film 7 on the surface. The surface of the left P-type diffusion layer 6 and the right SiO
The surface of the second film 7 is covered with the SiN film 8. Si on the left
The surface of the N film 8 and the surface of the SiN film 8 near the right electrode portion are covered with an SiO 2 film 121 serving as a buffer layer. SiO 2 film 121 of the photodiode surface is the waveguide layer 12 is removed is such that the photodiode coupling, SiO 2 film 12 of the other portion
1 is covered with a waveguide layer 12 made of, for example, glass. Furthermore, the upper portion is covered with a cladding layer 13 of, for example, SiO 2 (corresponding to the first gap layer 115 in FIG. 10).
【0011】図11で明らかなように、左方のSiO2
膜121の厚さと右方のSiO2 膜121の厚さはほぼ
等しい。右方の電極10ならびにSiO2 膜7およびS
iN膜8の上部のSiO2 膜121には実際には凹凸が
生じているが、図11では簡単化するために平坦にして
ある。As is apparent from FIG. 11, the left SiO 2
The thickness of the film 121 is almost equal to the thickness of the SiO 2 film 121 on the right. Right electrode 10 and SiO 2 film 7 and S
The SiO 2 film 121 above the iN film 8 actually has irregularities, but is flattened in FIG. 11 for simplicity.
【0012】[0012]
【発明が解決しようとする課題】導波路のバッファ層と
なるSiO2 膜121は、左方のフォトダイオードへの
導波路のバッファ層としての役割を果たす部分と、右方
の信号処理回路のIC部分の表面保護膜としての役割を
果たす部分があり、同時に形成されている。シングルモ
ードの導波路のように比較的薄い導波路層においては、
導波路のバッファ層としてのSiO2 膜は約2μm以上
の厚さが必要であり、これより薄いとシリコン基板1に
よる導波光の吸収が無視できなくなる。しかし、IC部
分の表面保護膜として通常用いられるSiO2 の膜厚は
1μm程度であり、これ以上厚膜化すると、SiO2 の
膜応力による電子回路素子の特性変動が発生してしま
う。このように図11の構造ではIC部分の素子特性変
動なしに、光導波路をICと同一基板上に形成すること
ができず問題となっていた。SiO 2 film 121 serving as the buffer layer of the waveguide The object of the invention is to solve the above-the role portions of the buffer layer of the waveguide to the left photodiode, the signal processing circuit of the right IC There is a portion that serves as a surface protection film for the portion, and is formed at the same time. In a relatively thin waveguide layer, such as a single mode waveguide,
The SiO 2 film as the buffer layer of the waveguide needs to have a thickness of about 2 μm or more, and if it is thinner, the absorption of the guided light by the silicon substrate 1 cannot be ignored. However, the film thickness of SiO 2 , which is usually used as a surface protection film for an IC portion, is about 1 μm. If the film thickness is further increased, the characteristics of electronic circuit elements will fluctuate due to the film stress of SiO 2 . As described above, in the structure of FIG. 11, the optical waveguide cannot be formed on the same substrate as the IC without causing a change in the element characteristics of the IC part, which is a problem.
【0013】[0013]
【課題を解決するための手段】本発明においては、導波
路形成部分とIC形成部分の基板上に2μm以上の厚膜
SiO2 膜を形成した後、IC部分のSiO2 膜を薄膜
化あるいは完全に除去する工程を付加する。これにより
SiO2 膜によりIC部分に加わる膜応力を緩和した。In the present invention, in order to solve the problems] After forming the above thick SiO 2 film 2μm on the substrate of the waveguide forming part and the IC forming portion, thinning or complete an SiO 2 film of the IC portion The step of removing is added. Thereby, the film stress applied to the IC portion by the SiO 2 film was reduced.
【0014】[0014]
【発明の実施の形態】図1は本発明の一実施の形態の略
断面図である。概ね図11に対応しており、同一の符号
は同一の部分を表わす。本発明においては、導波路のバ
ッファ層であるSiO2 膜11−1(以下バッファ層と
もいう)はIC部分の保護膜11−2(以下保護膜とも
いう)と膜厚が異なっており、IC部分の保護膜11−
2の方がバッファ層11−1より薄い。IC部分の保護
膜11−2の膜厚を約1μm以下とすることにより、膜
応力による電子素子特性の変動を抑えることができる。
図2にその根拠となるグラフを示す。図2の横軸は保護
膜11−2の膜厚、縦軸はNPNトランジスタのhFEの
相対値である。この図によれば、保護膜11−2の膜厚
が1μm以上となると、hFEの値は変動し始めることが
わかる。すなわち保護膜11−2の膜厚は1μm以下と
すれば、NPNトランジスタの特性変動が抑えられる。FIG. 1 is a schematic sectional view of an embodiment of the present invention. It generally corresponds to FIG. 11, and the same reference numerals indicate the same parts. In the present invention, the SiO 2 film 11-1 (hereinafter also referred to as a buffer layer), which is the buffer layer of the waveguide, has a different thickness from the protective film 11-2 (hereinafter also referred to as the protective film) in the IC portion. Partial protective film 11-
2 is thinner than the buffer layer 11-1. By setting the thickness of the protective film 11-2 in the IC portion to about 1 μm or less, it is possible to suppress the fluctuation of the electronic element characteristics due to the film stress.
FIG. 2 shows a graph serving as the basis. The horizontal axis of FIG. 2 is the thickness of the protective film 11-2, the vertical axis represents the relative value of the h FE of the NPN transistor. According to this figure, when the thickness of the protective film 11-2 is equal to or greater than 1 [mu] m, the value of the h FE is seen that begin to change. That is, when the thickness of the protective film 11-2 is 1 μm or less, the fluctuation in the characteristics of the NPN transistor can be suppressed.
【0015】図3〜5には図1の構造を得るための工程
を示している。図3はシリコン基板1にNPNトランジ
スタ等の電子素子およびフォトダイオードを形成し、メ
タル配線を施した状態である。これは以下のようにして
形成される。シリコン基板1の表面の回路素子の予定領
域にN型埋込拡散層2となるN型拡散層およびP型埋込
分離拡散層3,3…となるP型拡散層を形成する。次に
全面にN型エピタキシャル層5を形成する。次にフォト
ダイオードのアノード予定領域および回路素子部のP型
を必要とする部分にP型拡散層6,6…を形成し、同時
にP型分離拡散層4,4…を形成する。フォトダイオー
ドの電極取出し部分、NPNトランジスタのエミッタ予
定領域およびコレクタ予定領域等にN型拡散層9,9…
を形成する。次に電極取出し部分上方にSiO2 膜7を
形成し、電極取出し部分およびフォトダイオードおよび
導波路の下部となる部分の全面を覆うように例えば10
0μmの厚さのSiN膜8を形成した後、電極予定部分
に孔を空け、電極10,10…を設けメタル配線を施
す。FIGS. 3 to 5 show steps for obtaining the structure of FIG. FIG. 3 shows a state in which an electronic element such as an NPN transistor and a photodiode are formed on a silicon substrate 1 and metal wiring is provided. This is formed as follows. An N-type diffusion layer serving as an N-type buried diffusion layer 2 and P-type diffusion layers serving as P-type buried isolation diffusion layers 3, 3,... Are formed in predetermined regions of circuit elements on the surface of the silicon substrate 1. Next, an N-type epitaxial layer 5 is formed on the entire surface. Next, the P-type diffusion layers 6, 6,... Are formed in the planned anode region of the photodiode and the P-type required portion of the circuit element portion, and at the same time, the P-type isolation diffusion layers 4, 4,. The N-type diffusion layers 9, 9,...
To form Next, a SiO 2 film 7 is formed above the electrode take-out portion, and for example, 10 μm is formed so as to cover the entire surface of the electrode take-out portion and the lower portion of the photodiode and the waveguide.
After the formation of the SiN film 8 having a thickness of 0 μm, holes are formed in the portions where the electrodes are to be formed, and the electrodes 10, 10,...
【0016】次に、図4に示すように、導波路のバッフ
ァ層あるいはIC部分の保護膜となるSiO2 膜11を
CVD法により全面に形成する。SiO2 膜11はリン
をドープしたPSG膜を用いてもよい。このSiO2 膜
11の厚さは、導波路のバッファ層としての機能を果た
すために必要な膜厚である2μm以上の膜厚とする。Next, as shown in FIG. 4, an SiO 2 film 11 serving as a buffer layer of a waveguide or a protective film for an IC portion is formed on the entire surface by a CVD method. As the SiO 2 film 11, a PSG film doped with phosphorus may be used. The thickness of the SiO 2 film 11 is 2 μm or more, which is a film thickness required to function as a buffer layer of the waveguide.
【0017】次に、図5に示すようにIC部分のSiO
2 膜11−2を通常のフォトエッチングを行なうことに
より、1μm以下の厚さに薄膜化する。表面保護膜とし
ての機能をそこなわない程度に可及的に薄くする。バッ
ファ層となるSiO2 膜11−1はSiO2 膜11−2
より厚い。続いて、図示されていないが、光導波路とフ
ォトダイオードのカップリング部CのSiO2 膜をテー
パ状に加工して、その上に♯7059ガラスからなる導
波路12を例えば300μm程度の厚さにスパッタ法に
より全面に形成し、さらにクラッド層となるSiO2 膜
13(図10の第1ギャップ層115に対応する)を1
00μm程度スパッタ法により堆積して図1の構造を得
る。Next, as shown in FIG.
2 The film 11-2 is thinned to a thickness of 1 μm or less by performing ordinary photoetching. The function as a surface protective film is made as thin as possible without impairing the function. The SiO 2 film 11-1 serving as a buffer layer is an SiO 2 film 11-2.
Thicker. Subsequently, although not shown, the SiO 2 film of the optical waveguide and the coupling portion C of the photodiode is processed into a tapered shape, and a waveguide 12 made of # 7059 glass is formed thereon to a thickness of, for example, about 300 μm. An SiO 2 film 13 (corresponding to the first gap layer 115 in FIG. 10) which is formed on the entire surface by a sputtering method and serves as a cladding layer
The structure shown in FIG. 1 is obtained by depositing about 00 μm by a sputtering method.
【0018】図6には本発明の他の実施の形態を示す。
SiN膜8−1が、図3までの工程により製造された半
製品のSiN膜8の上に重ねて形成されており、このS
iN膜8−1をエッチングストッパとして、図1におけ
るIC部分上方のSiO2 膜11−2を完全に除去して
しまうことによって、IC部分に発生する応力を緩和す
る構造としている。この場合の途中工程の断面図を図7
〜9に示す。FIG. 6 shows another embodiment of the present invention.
The SiN film 8-1 is formed on the semi-finished SiN film 8 manufactured by the steps up to FIG.
By using the iN film 8-1 as an etching stopper, the SiO 2 film 11-2 above the IC portion in FIG. 1 is completely removed, thereby relaxing the stress generated in the IC portion. FIG. 7 is a cross-sectional view of the intermediate process in this case.
-9.
【0019】図7は図4に対応し、図4のメタル配線を
施した状態の半製品の表面に、SiO2 膜112の代わ
りに層間絶縁膜であるSiN膜8−1を積層した状態で
ある。FIG. 7 corresponds to FIG. 4, and shows a state in which an SiN film 8-1 as an interlayer insulating film is laminated instead of the SiO 2 film 112 on the surface of the semi-finished product in which the metal wiring of FIG. is there.
【0020】次いで、図8に示すように、導波路のバッ
ファ層あるいはIC部分の保護膜となるSiO2 膜11
をCVDにより形成する。このあと、IC部分表面のS
iO 2 膜11をエッチングにより除去し図9の状態と
し、さらに光導波路とフォトダイオードのカップリング
部CのSiO2 膜11をテーパ状に加工して導波路12
およびクラッド層13のSiO2 膜を堆積して図6の構
造を得る。Next, as shown in FIG.
SiO to be used as a protective layer for the upper layer or IC partTwoMembrane 11
Is formed by CVD. After this, S on the surface of the IC
iO TwoThe film 11 is removed by etching to obtain the state shown in FIG.
And coupling the optical waveguide with the photodiode
SiO of part CTwoThe film 11 is processed into a tapered shape to form a waveguide 12.
And SiO of the cladding layer 13TwoThe film is deposited and the structure of FIG.
Get the structure.
【0021】図1の構造では、IC部分のSiO2 膜1
1を1μm程度に薄膜化するために、SiO2 膜11を
エッチングするときのエッチングレートばらつきによっ
て、IC部分に残るSiO2 膜11−2の膜厚がばらつ
いてしまうという問題が生じる可能性があるが、図6の
構造によれば、SiO2 膜11のエッチング時にSiO
2 膜とSiN膜のエッチング選択性の大きなエッチング
液を用いることによりSiN膜がエッチングストッパと
なり、そのような問題は生じない。IC部分の保護膜と
しての役割はSiN膜8−1が果たす。In the structure of FIG. 1, the SiO 2 film 1 in the IC portion
In order to reduce the thickness of the SiO 2 film 11 to about 1 μm, there is a possibility that a problem may occur that the thickness of the SiO 2 film 11-2 remaining in the IC portion varies due to a variation in an etching rate when the SiO 2 film 11 is etched. but according to the structure of FIG. 6, SiO during etching of the SiO 2 film 11
By using an etchant having high etching selectivity between the two films and the SiN film, the SiN film serves as an etching stopper, and such a problem does not occur. The SiN film 8-1 plays a role as a protective film of the IC portion.
【0022】[0022]
【発明の効果】以上のように本発明によれば、IC部分
の素子に加わる応力を緩和することができるため、電子
回路素子特性の変動を生じることなく、光導波路を用い
て光学素子とフォトダイオードおよびICを同一基板上
に集積化することができ、光ピックアップの小型化に寄
与することができる。As described above, according to the present invention, since the stress applied to the element in the IC portion can be reduced, the optical element can be connected to the optical element using the optical waveguide without causing a change in the characteristics of the electronic circuit element. The diode and the IC can be integrated on the same substrate, which can contribute to miniaturization of the optical pickup.
【図1】本発明の一実施の形態の略断面図である。FIG. 1 is a schematic sectional view of an embodiment of the present invention.
【図2】本発明の効果を説明するための特性グラフであ
る。FIG. 2 is a characteristic graph for explaining the effect of the present invention.
【図3】図1の構造を得るための途中工程の略断面図で
ある。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of an intermediate step for obtaining the structure of FIG. 1;
【図4】図1の構造を得るための途中工程を示す略断面
図である。FIG. 4 is a schematic sectional view showing an intermediate step for obtaining the structure of FIG. 1;
【図5】図1の構造を得るための途中工程を示す略断面
図である。FIG. 5 is a schematic sectional view showing an intermediate step for obtaining the structure of FIG. 1;
【図6】本発明の他の実施の形態の略断面図である。FIG. 6 is a schematic sectional view of another embodiment of the present invention.
【図7】図6の構造を得るための途中工程を示す略断面
図である。FIG. 7 is a schematic sectional view showing an intermediate step for obtaining the structure of FIG. 6;
【図8】図6の構造を得るための途中工程を示す略断面
図である。FIG. 8 is a schematic sectional view showing an intermediate step for obtaining the structure of FIG. 6;
【図9】図6の構造を得るための途中工程を示す略断面
図である。FIG. 9 is a schematic sectional view showing an intermediate step for obtaining the structure of FIG. 6;
【図10】従来の光ピックアップの略断面図である。FIG. 10 is a schematic sectional view of a conventional optical pickup.
【図11】従来の光導波路型光検出器の略断面図であ
る。FIG. 11 is a schematic sectional view of a conventional optical waveguide type photodetector.
1 シリコン基板 2 N型埋込拡散層 3 P型埋込分離拡散層 4 P型分離拡散層 5 N型エピタキシャル層 6 P型拡散層 7 SiO2 膜 8 SiN膜 9 N型拡散層 10 電極 11 SiO2 膜 12 導波路 13 クラッド層Reference Signs List 1 silicon substrate 2 N-type buried diffusion layer 3 P-type buried separation diffusion layer 4 P-type separation diffusion layer 5 N-type epitaxial layer 6 P-type diffusion layer 7 SiO 2 film 8 SiN film 9 N-type diffusion layer 10 electrode 11 SiO 2 film 12 waveguide 13 cladding layer
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−170958(JP,A) 特開 昭61−222165(JP,A) 特開 昭62−81758(JP,A) 特開 昭63−116458(JP,A) 特開 昭64−14955(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 27/14 G02B 6/122 H01L 27/15 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-63-170958 (JP, A) JP-A-61-222165 (JP, A) JP-A-62-81758 (JP, A) JP-A-63-81758 116458 (JP, A) JP-A-64-14955 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H01L 27/14 G02B 6/122 H01L 27/15
Claims (6)
された光検出器と信号処理回路と、光検出器への光の導
波路を有する、信号処理回路を内蔵する光導波路型光検
出器において、導波路と半導体基板との間にバッファ層
としてSiO2膜が設けられ、信号処理回路の表面には
表面保護膜として前記のSiO2膜より薄いSiO2膜が
設けられていることを特徴とする信号処理回路を内蔵す
る光導波路型光検出器。1. An optical waveguide type photodetector having a built-in signal processing circuit, comprising a semiconductor substrate, a photodetector formed on a surface of the semiconductor substrate, a signal processing circuit, and a light guide to the photodetector. in, characterized in that the SiO 2 film is provided, said thin SiO 2 film from an SiO 2 film as a surface protective film on the surface of the signal processing circuit is provided as a buffer layer between the waveguide and the semiconductor substrate An optical waveguide type photodetector having a built-in signal processing circuit.
回路を内蔵する光導波路型光検出器の製造方法におい
て、導波路と半導体基板との間のバッファ層として用い
るSiO2膜と信号処理回路部分の表面保護膜であるS
iO2膜とを同時に形成し、表面保護膜であるSiO2膜
の厚さをバッファ層であるSiO2膜の厚さより薄くし
たことを特徴とする信号処理回路を内蔵する光導波路型
光検出器の製造方法。2. A method for manufacturing an optical waveguide type photodetector including a signal processing circuit formed on a surface of a semiconductor substrate, wherein an SiO 2 film used as a buffer layer between the waveguide and the semiconductor substrate and the signal processing circuit are provided. S which is the surface protection film of the part
An optical waveguide type photodetector incorporating a signal processing circuit, wherein an iO 2 film is formed at the same time, and the thickness of the SiO 2 film as a surface protective film is made smaller than the thickness of the SiO 2 film as a buffer layer. Manufacturing method.
2膜の厚さを0.1μm以上1μm以下とすることを特
徴とする請求項1記載の信号処理回路を内蔵する光導波
路型光検出器の製造方法。3. A SiO film for a surface protection film in a signal processing circuit portion.
2. The method for manufacturing an optical waveguide type photodetector incorporating a signal processing circuit according to claim 1, wherein the thickness of the two films is 0.1 μm or more and 1 μm or less.
された光検出器と信号処理回路と、光検出器への光の導
波路を有する、信号処理回路を内蔵する光導波路型光検
出器において、 導波路と半導体基板との間にはバッファ層としてSiO
2膜が設けられており、 信号処理回路の表面には表面保護膜としてSiN膜が設
けられており、 信号処理回路の部分では、SiN膜と光導波路とが直接
接触している ことを特徴とする信号処理回路を内蔵する
光導波路型光検出器。4. An optical waveguide type photodetector having a built-in signal processing circuit, comprising a semiconductor substrate, a photodetector and a signal processing circuit formed on the surface of the semiconductor substrate, and a light waveguide to the photodetector. In the output device, a buffer layer is formed between the waveguide and the semiconductor substrate.
Two films are provided. A SiN film is provided as a surface protection film on the surface of the signal processing circuit. In the signal processing circuit, the SiN film and the optical waveguide are directly connected to each other.
An optical waveguide type photodetector having a built-in signal processing circuit, which is in contact with the optical waveguide.
された光検出器と信号処理回路と、光検出器への光の導
波路を有する、信号処理回路を内蔵する光導波路型光検
出器において、 導波路と半導体基板との間にはバッファ層としてSiO
2 膜が設けられており、 信号処理回路の表面には表面保護膜としてSiN膜が設
けられており、 信号処理回路の部分では、バッファ層としてのSiO 2
膜がSiN膜をストッパとしてエッチング除去されてい
ることを特徴とする信号処理回路を内蔵する光導波路型
光検出器。 5. A semiconductor substrate and formed on a surface of the semiconductor substrate.
Photodetector and signal processing circuit, and guide light to the photodetector
Optical waveguide type photodetector with built-in signal processing circuit having waveguide
In the output device, a buffer layer is formed between the waveguide and the semiconductor substrate as SiO.
Two films are provided, and a SiN film is provided as a surface protection film on the surface of the signal processing circuit.
In the signal processing circuit portion, SiO 2 as a buffer layer is used.
The film has been etched away using the SiN film as a stopper.
Waveguide type with built-in signal processing circuit
Light detector.
回路を内蔵する光導波路型光検出器の製造方法におい
て、信号処理回路の表面にSiN膜を形成し、さらにそ
の表面に導波路と半導体基板との間のバッファ層として
用いるSiO 2 膜と信号処理回路部分の表面のSiO 2 膜
とを同時に形成し、信号処理回路部分の表面のSiO 2
膜をSiN膜をストッパとしてエッチングにより除去す
ることを特徴とする信号処理回路を内蔵する光導波路型
光検出器の製造方法。 6. A signal processing formed on a surface of a semiconductor substrate.
In manufacturing method of optical waveguide type photodetector with built-in circuit
To form a SiN film on the surface of the signal processing circuit.
As a buffer layer between the waveguide and the semiconductor substrate on the surface of
SiO 2 film of SiO 2 film and the signal processing circuit portion of the surface to be used
And SiO 2 on the surface of the signal processing circuit portion at the same time.
The film is removed by etching using the SiN film as a stopper.
Waveguide type with built-in signal processing circuit
Manufacturing method of photodetector.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23145995A JP3287982B2 (en) | 1995-09-08 | 1995-09-08 | Optical waveguide type photodetector incorporating signal processing circuit and method of manufacturing the same |
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JP23145995A JP3287982B2 (en) | 1995-09-08 | 1995-09-08 | Optical waveguide type photodetector incorporating signal processing circuit and method of manufacturing the same |
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Publication Number | Publication Date |
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JPH0982930A JPH0982930A (en) | 1997-03-28 |
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WO2001001190A1 (en) * | 1999-06-28 | 2001-01-04 | Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd. | Electrooptical device and method of manufacturing the same |
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