JPH10163559A - 光半導体装置，及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 モニタフォトダイオード部の形成に用いるレ
ジストパターンの加工精度を向上させることが可能な、
ミラー部を備えた光半導体装置、及びその製造方法を提
供すること。 【解決手段】 エピタキシャル成長層３０の主面上の所
定の領域にモニタＰＤ部４を形成した後、ミラー部２を
有するくぼみ部４０を形成するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、光半導体装置，
及びその製造方法に関し、特にレーザダイオード（以
下、ＬＤと称す）と、４５°ミラー，モニタ用フォトダ
イオード（以下、ＰＤと称す），及び信号検出用ＰＤが
形成されたサブマウントとが集積された光半導体装置，
及びその製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図５は従来の光半導体装置の構造を示す
図であり、図において、１はＳｉ基板、４０はＳｉ基板
１にエッチングで形成された深さ数１０μｍのくぼみ
部、２はＳｉ基板１にエッチングで形成されたＳｉ基板
１の主面に対し４５°の角度をなすミラー部、３はエッ
チングされたくぼみ部４０の底面上にマウントされたＬ
Ｄチップ、１０はＬＤチップ３のレーザ光出射端面のう
ちの上記ミラー部２と対向する面（以下、前面と称す）
から出力されるレーザ光、４はエッチングでくぼみ部４
０を形成した後写真製版と熱拡散とを用いて形成され
た、ＬＤチップ３のレーザ光出射端面のうちの前面に対
して反対側の面（以下、後面と称す）から出力されるレ
ーザ光２０の強度を測るためのモニタＰＤ部で、くぼみ
部４０のミラー部２と対向する側面にこのモニタＰＤ部
４内に全てのレーザ光２０が入射されるように設けられ
ている。５はＳｉ基板１の主面に形成された信号検出用
ＰＤ部、６は記録媒体となるディスクを示す。１３はレ
ーザ光１０がディスク６により反射されてなる信号光で
ある。この光半導体装置においては、モニタＰＤ部４
と，このモニタＰＤ部４の近傍のＳｉ基板１とによりモ
ニタフォトダイオードを構成している。

【０００３】次に動作について説明する。ＬＤチップ３
の前面から出射されたレーザ光１０は、レンズ等の複数
の光学系を経てディスク６に達し、反射されて、信号光
１３となって信号検出用ＰＤ部５に帰り、このＰＤ部５
により信号光１３が信号に変換されることによりディス
クの情報を読み取ることができる。また、ＬＤチップ３
から出力されるレーザ光１０の出力を一定に制御するた
め、ＬＤチップ３の後面からのレーザ光２０の出力をモ
ニタＰＤ部４で検出して、これをフィードバックさせ
て、レーザ光１０の出力が一定となるように駆動電流を
調整する。

【０００４】次に製造方法について説明する。まず、Ｓ
ｉ基板１の主面上に絶縁膜からなるマスクを用い、例え
ば水酸化カリウム溶液などの異方性エッチング液を用い
て、基板１をエッチングして、くぼみ部４０を形成す
る。このとき、エッチングの結晶面方位依存性から、エ
ッチング面に基板１の主面に対して４５°の角度をなす
ミラー部２が同時に形成される。例えば、予め基板１の
主面として（１００）面に対して数度オフセットした面
を用いることにより、ミラー部２は（１１１）面とな
り、４５°の角度をなすミラー部２が形成される。

【０００５】続いて、Ｓｉ基板１上にフォトレジスト膜
（図示せず）を形成した後、これを写真製版技術を用い
てパターニングする。次に、このパターニングしたレジ
スト膜をマスクとして拡散又はイオン注入により不純物
をドープして、上記くぼみ部４０のミラー部２に対向す
る側面にモニタＰＤ部４を、また、基板１の主面の所定
の領域に信号検出用ＰＤ部５を形成する。

【０００６】続いて上記フォトレジストを除去した後、
ＬＤチップ３を用意し、これをくぼみ部４０の底面に、
レーザ出射端面の前方がミラー面２に対向するように載
置することにより、図５に示すような光半導体装置を得
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来の光半導体装置は
以上のような製造方法により形成されていた。しかしな
がら、従来の光半導体装置は、Ｓｉ基板にエッチングで
くぼみ部を形成した後、くぼみ部の側面近傍に熱拡散等
によりドーパントを導入してモニタＰＤ部を形成してい
たため、この拡散の際にエッチングで生じた数１０μｍ
のくぼみ部にレジストを塗布し、これを写真製版により
パターニングしたものをマスクとして用いる必要がある
が、このレジストを形成する際に、くぼみ部の段差の為
にレジストの膜厚が不均一となり、パターン形成精度が
低くなり、これにより設計通りの光半導体装置が得られ
ないという問題があった。特に一つの装置にモニタＰＤ
や信号検出用ＰＤ等の複数の素子を集積化することが必
要となる場合などは、これらを同時に形成するためのレ
ジストのパターン同士がつながってしまったりして、パ
ターン欠陥が発生するなどの問題があった。

【０００８】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたものであり、モニタフォトダイオード部
の形成に用いるレジストパターンの加工精度を向上させ
ることができるミラー部を備えた光半導体装置、及びそ
の製造方法を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明に係る光半導体
装置の製造方法は、第１導電型の半導体層を用意する工
程と、該半導体層の所定の領域に第２導電型不純物を導
入して、第２導電型半導体領域からなるモニタフォトダ
イオード部を形成する工程と、上記第１導電型半導体層
のモニタフォトダイオード部の一部を含めた領域に、該
モニタフォトダイオード部に接する側面と対向する側面
が上記第１導電型半導体層の主面に対して所定の角度を
なすように傾斜しているとともに、その底面が上記第１
導電型半導体層の主面に対して平行であるくぼみ部を形
成する工程と、レーザダイオードを用意し、該レーザダ
イオードを上記くぼみ部の底面に載置する工程とを備え
るようにしたものである。

【００１０】また、上記光半導体装置の製造方法におい
て、上記傾斜している側面が上記半導体層主面となす角
度を４５°としたものである。

【００１１】また、上記光半導体装置の製造方法におい
て、上記モニタフォトダイオード部を形成する工程と同
時に、上記第１導電型半導体層の、上記モニタフォトダ
イオード部、及びくぼみ部が形成される領域以外の領域
内に第２導電型不純物を導入して、第２導電型半導体領
域からなる信号検出フォトダイオード部を形成する工程
を含むようにしたものである。

【００１２】また、この発明に係る光半導体装置は、第
１導電型の半導体層と、その一つの側面が該半導体層主
面に対して所定の角度をなすよう傾斜しており、その底
面が半導体層主面と平行であるくぼみ部と、上記くぼみ
部の底面上に、そのレーザ光出射端面の一方が上記くぼ
み部の上記傾斜している側面に対向するよう配置された
レーザダイオードと、上記くぼみ部の上記傾斜している
側面に対向する側面に、その上記第１導電型半導体層と
の界面に形成される空乏領域が、上記レーザダイオード
のレーザ出射端面の他方から出射されたレーザ光が照射
される領域内に露出するよう設けられた、第２導電型半
導体領域からなるモニタフォトダイオード部とを備える
ようにしたものである。

【００１３】また、上記光半導体装置において、上記く
ぼみ部の傾斜している側面が上記半導体層主面となす角
度を４５°としたものである。

【００１４】また、上記光半導体装置において、上記く
ぼみ部の傾斜している側面に対向する側面を、上記レー
ザダイオードから出射されるレーザ光の光強度が同一と
なる点を結んでなる同一強度面と同じ形状を有している
ようにしたものである。

【００１５】また、上記光半導体装置において、上記く
ぼみ部の傾斜している側面に対向する側面を、その半導
体層の主面側からみた平面形状が、上記レーザ出射端面
のレーザ光が出射される位置を中心とした円弧形状とし
たものである。

【００１６】また、上記光半導体装置において、上記く
ぼみ部の傾斜している側面に対向する側面を、レーザダ
イオードから出射されるレーザ光がその面内において多
重反射する形状を有しているようにしたものである。

【００１７】また、上記光半導体装置において、上記く
ぼみ部の傾斜している側面に対向する側面を、その一方
の面において反射された上記レーザダイオードから出射
されたレーザ光が他方の面に入射されるよう配置され
た、上記くぼみ部の底面に垂直な２つの平面からなるよ
うにしたものである。

【００１８】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．図１は、本発明の実施の形態１に係る光
半導体装置の構造を示す平面図（図１(a))，及びこの図
１(a) のIb-Ib 線による断面図（図１(b))である。図に
おいて、１はＳｉ基板で、例えばリンなどの５族の元素
を１×１０¹⁸〜１×１０²⁰ｃｍ^-3程度の比較的高濃度に
ｎ型にドープして電気抵抗を小さくしている。３０はＳ
ｉ基板１上にエピタキシャル成長された、基板１と同様
に５族元素を１×１０¹³〜１×１０¹⁵程度のｎ型にドー
プされたＳｉからなるエピタキシャル成長層、４はボロ
ンなどの３族の元素を、写真製版技術を利用した拡散や
イオン注入などのプロセスを用いて、１×１０¹⁸〜１×
１０²⁰ｃｍ^-3程度の濃度にドープしてなるｐ型領域から
なるモニタフォトダイオード部（以下、モニタＰＤ部と
称す）、５はエピタキシャル成長層３０の主面に形成さ
れたモニタＰＤ部４と同時に形成されたｐ型の信号検出
用フォトダイオード部（以下、信号検出用ＰＤ部と称
す）である。４０はエピタキシャル成長層３０及びＳｉ
基板１にエッチングで形成された深さ約１０μｍのくぼ
み部、２はエピタキシャル成長層３０及びＳｉ基板１に
エッチングで形成されたＳｉ基板１の主面に対し４５°
の角度をなすミラー部、３はエッチングされたくぼみ部
４０の底面上にマウントされたレーザダイオード（以
下、ＬＤと称す）チップ、１０はＬＤチップ３のレーザ
光出射端面のうちの上記ミラー部２と対向する面（以
下、前面と称す）から出力されるレーザ光、４はＬＤチ
ップ３のレーザ光出射端面のうちの前面に対して反対側
の面（以下、後面と称す）から出力されるレーザ光２０
の強度を測るためのモニタＰＤ部で、くぼみ部４０のミ
ラー部２と対向する側面１００（以下、モニタ側面と称
す）に設けられている。５０は空乏層である。この実施
の形態１にかかる光半導体装置においては、モニタＰＤ
部４，空乏層５０，モニタＰＤ部４の近傍のエピタキシ
ャル成長層３０，及びＳｉ基板１がモニタフォトダイオ
ードを構成している。

【００１９】また、図２は本発明の光半導体装置の製造
方法を示す断面図であり、図において、図１と同一符号
は同一又は相当する部分を示しており、１１はフォトレ
ジスト膜、１２はＳｉ酸化膜等からなる絶縁膜マスクで
ある。

【００２０】次に製造方法について説明する。まず、Ｓ
ｉ基板１の主面上にエピタキシャル成長層３０を結晶成
長させる。続いて、エピタキシャル成長層３０上にフォ
トレジスト膜１１を形成した後、これを写真製版技術を
用いてパターニングする。次に、このパターニングした
レジスト膜１１をマスクとして拡散又はイオン注入によ
り、エピタキシャル成長層３０にボロンなどの３族の元
素からなるｐ型ドーパントをドープして、モニタＰＤ部
４及び信号検出用ＰＤ部５を形成する（図２(a))。

【００２１】続いてフォトレジスト１１を除去した後、
さらに絶縁膜マスク１２を用いて、例えば水酸化カリウ
ムなどの異方性エッチング液を用いて、エピタキシャル
成長層３０をエッチングしてくぼみ部４０を形成する
（図２(b))。これにより、エッチングの結晶面方位依存
性から、エッチング面にエピタキシャル成長層３０の主
面に対し、４５°の角度をなすミラー部２が同時に形成
される。例えば、予め基板１の主面として（１００）面
に対して数度オフセットした面を用いることにより、ミ
ラー部２は（１１１）面となり、ミラー部２はエピタキ
シャル成長層３０の主面に対し、４５°の角度をなすよ
うになる。なお、この際、モニタＰＤ部４の一部もエッ
チング加工するようにマスク１２のパターンを形成する
ようにして、エッチングで新たに露出したくぼみ部４０
のモニタ側面１００にもモニタＰＤ部４が露出するよう
にするとともに、この側面において、モニタＰＤ部４と
エピタキシャル層３０との界面に形成されるｐｎ接合部
近傍の空乏層５０が形成される部分が、後工程において
取り付けるＬＤチップ３からのレーザ光２０が照射され
るような位置に露出されるように、モニタＰＤ部４の深
さは予め調整しておく。なお、この後、必要に応じてモ
ニタ側面１００の表面に反射防止膜を設けるようにして
もよい。

【００２２】最後に、絶縁膜マスク１２を除去した後、
ＬＤチップ３を用意し、これをくぼみ部４０の底面に、
レーザ出射端面の前面がミラー面２に対向するように載
置することにより、図１に示すような光半導体装置を得
る。

【００２３】次に動作について図１を用いて説明する。
ＬＤチップ３に電力を供給すると、レーザ光１０，及び
レーザ光２０が出射され、ＬＤチップ３の前面から出力
されたレーザ光１０は、ミラー面２においてエピタキシ
ャル成長層３０の主面に対して垂直な方向に反射され、
レンズ等の複数の光学系を経てディスク（図示せず）に
達し、反射されて、信号光１１となって信号検出用ＰＤ
部５に帰り、このＰＤ部５により検出した信号を外部に
取り出すことによりディスクの情報を読み取ることがで
きる。ＬＤチップ３の裏面から出力されたレーザ光２０
が、くぼみ部４のモニタ側面１００に露出したモニタＰ
Ｄ部４及びモニタＰＤ部４とエピタキシャル成長層３０
との界面に入射される。ここで、モニタＰＤ部４に、予
め、ｐ型のモニタＰＤ部４に負電圧、ｎ型のＳｉ基板１
に正電圧を加えて逆バイアスをかけておくと、キャリヤ
濃度の低いエピタキシャル成長層３０内に空乏層５０が
形成されるため、モニタＰＤ部４に入射したレーザ光２
０は電子−正孔対のキャリヤとなって空乏層５０内の電
界中をそれぞれ逆方向にドリフトし、これがモニタ信号
電流となって検出される。したがって、この信号電流を
外部に取り出すことにより、ＬＤ光２０の強度、及びこ
のＬＤ光２０と強度的に比例関係にある前面側のレーザ
出射端面からのレーザ光１０の強度をそれぞれモニタす
ることができるため、このモニタ結果に基づいて、ＬＤ
チップ３の駆動電流を調整することによりＬＤチップ３
のレーザ光の強度を一定に保つことができる。

【００２４】本実施の形態１においては、エピタキシャ
ル成長層３０にモニタＰＤ部４を形成した後、エッチン
グによりくぼみ部４０を形成するようにしていることに
より、エピタキシャル成長層３０の表面が平坦な状態で
モニタＰＤ部４を形成することができるため、拡散やイ
オン注入のマスクとして用いるフォトレジスト１１をエ
ピタキシャル成長層３０の表面に平坦に均一な厚さで設
けることができ、パターン加工精度を低下することがな
い。したがって、上記のように、特に、モニタＰＤ部４
や信号検出用ＰＤ部５等を１つのデバイスに集積化する
ような微細な加工が必要な場合においても、パターン欠
陥が発生することがなく、微細加工が可能となり、設計
通りの高品質な光半導体装置を得ることができる。

【００２５】また、従来の光半導体装置においては、モ
ニタ側面のレーザ光が照射される領域にモニタＰＤ部が
形成されていたため、レーザ光の照射される領域内には
空乏層が露出しておらず、レーザ光が空乏層に入射され
るまでに、モニタＰＤ層における吸収損失があり、入射
光が電流に変換される効率がわるいという問題があった
が、本実施の形態１においては、ｐｎ接合部近傍の空乏
層５０が形成される領域がエッチングで露出されている
とともに、直接レーザ光が照射されるような位置にこの
露出した空乏層５０を配置するようにしたことにより、
ＬＤチップ３の後面から出力されたレーザ光２０がｐ型
のモニタＰＤ部４やエピタキシャル成長層３０等を通過
することなく空乏層５０に入射されるため、これらの層
における吸収損失がなく、入射光が電流に変換される効
率が良くなり、モニタＰＤ部４の感度を向上させること
ができる。

【００２６】このように本発明の実施の形態１によれ
ば、エピタキシャル成長層３０の主面上の所定の領域に
モニタＰＤ部４を形成した後、ミラー部２を有するくぼ
み部４０を形成するようにしたから、エピタキシャル成
長層３０の表面が平坦な状態でモニタＰＤ部４を形成す
ることができるため、拡散やイオン注入のマスクとして
用いるフォトレジスト１１をエピタキシャル成長層３０
の表面に平坦に均一な厚さで設けることができ、ミラー
部を備えた光半導体装置の製造方法においてモニタＰＤ
部の形成に用いるレジストパターンの加工精度を向上さ
せることができる効果がある。

【００２７】また、くぼみ部４０のモニタ側面１００に
空乏層５０を露出させるとともに、この空乏層５０の位
置を、レーザ光２０が照射される領域内に位置するよう
にしたことにより、レーザ光２０が空乏層５０に直接入
射されるようになり、レーザ光が電流に変換される効率
が良くなり、モニタＰＤ部の感度を向上させることがで
きる効果がある。

【００２８】実施の形態２．図３は、本発明の実施の形
態２に係る光半導体装置の構造を示す平面図（図２
(a))，及び該図２(a) のIIIb-IIIb 線による断面図（図
２(b))であり、図において、図１と同一符号は同一また
は相当する部分を示しており、６０はモニタ側面を示し
ている。

【００２９】本実施の形態２は、上記実施の形態１にお
いて説明した光半導体装置において、くぼみ部のモニタ
側面を、エピタキシャル成長層３０の主面側からみた平
面形状が、ＬＤチップ３から出力されるレーザ光２０の
同一強度面、即ち、レーザ光２０の光強度が等しい点を
結んでなる面の平面形状と同様の形状であるモニタ側面
６０としたものであり、ここでは、モニタ側面６０の平
面形状は、ほぼ、ＬＤチップ３の後面とレーザ光が出射
される点を中心とした放射状の円弧形状の曲面としてい
る。２０ａはレーザ光２０の同一強度面を示している。

【００３０】本実施の形態２の光半導体装置は、上記実
施の形態１と同様の工程により、くぼみ部４０を形成し
た後、さらにエピタキシャル成長層３０上、及びくぼみ
部４０内にレジスト等（図示せず）を形成し、このレジ
ストをパターニングしたものをマスクとして、モニタＰ
Ｄ部４が形成されている部分の一部を、エピタキシャル
成長層３０の主面側から、例えば等方性ドライエッチン
グ等の等方性のエッチングをすることにより、円弧形状
に加工したモニタ側面６０を得た後、上記レジストを除
去し、ＬＤチップ３を載置することにより形成される。

【００３１】ＬＤチップ３の出射光は、実際には、図３
(a) に示すように出射端から放射状に伸びる発散光であ
り、レーザ光２０の出射される主軸の向きに対し、その
強度分布は角度依存性を持ち、レーザ光２０の同一強度
面２０ａは、レーザ光２０の出射点を中心とした円弧形
状となる。一方、モニタＰＤ部４において、入射される
レーザ光が電流に変換される効率は、入射光強度依存性
を持つ。これは特に使用方法において、モニタＰＤ部４
に加えるバイアス電圧がゼロもしくは数ボルト程度の弱
い場合で、かつ入射密度が高い場合によく見られ、空乏
層５０内のドリフト電界が弱い為、発生したキャリヤ自
身が発生させる空間電荷効果により、ドリフト電界が弱
められ、キャリヤが移動できず、再結合によって消滅し
てしまうことに起因する。このため、上記従来の光半導
体装置のように、モニタ側面６０がレーザ出射端面とほ
ぼ平行に配置された平面である場合には、空乏層に入射
されるレーザ光密度を一定にすることができず、局所的
に空間電荷効果が生じ、これによりモニタＰＤの感度低
下という問題が発生する場合がある。

【００３２】これに対し、本実施の形態２においては、
上記実施の形態１に係る光半導体装置において、モニタ
側面６０のエッチング加工形状を、レーザ光２０の同一
強度面形状と同様の形に加工するようにしたことによ
り、モニタＰＤ部４のｐｎ接合部近傍、特に空乏層５０
に入射されるＬＤ光密度を一定にすることで、局所的に
生ずる空間電荷効果によるモニタＰＤの感度低下を防止
できる効果を奏する。

【００３３】なお、本実施の形態２においては、レーザ
光の横方向の広がりのみを考慮して、モニタ側面６０の
形状を円弧形状としたが、本発明においては、レーザ光
の縦方向の広がりについても考慮して、モニタ側面の形
状を、例えばレーザ光の同一強度面に合わせた凹面形状
としてもよく、このような場合においても上記実施の形
態１と同様の効果を奏する。

【００３４】実施の形態３．図４は、本発明の実施の形
態３に係る光半導体装置の構造を示す平面図（図４
(a))，及び該図４(a) のIVb-IVb 線による断面図（図４
(b))であり、図において、図１と同一符号は同一または
相当する部分を示しており、７０はモニタ側面を示して
いる。

【００３５】本実施の形態３は、上記実施の形態１にお
いて説明した光半導体装置において、くぼみ部のモニタ
側面を、その面内において多重反射するような形状を備
えたモニタ側面７０としたもので、ここでは、特に、モ
ニタ側面７０の形状は、その一方の面において反射され
たＬＤチップ３から放射状に伸びて出射されるレーザ光
２０が他方の面に入射されるよう配置された、くぼみ部
４０の底面に対して垂直な２つの平面からなる形状とな
っており、このモニタ側面７０のエピタキシャル成長層
３０の主面側からみた平面形状はＶ字型の溝形状となっ
ている。

【００３６】本実施の形態３の光半導体装置は、上記実
施の形態１と同様の工程により、くぼみ部４０を形成し
た後、さらにエピタキシャル成長層３０上、及びくぼみ
部４０内にレジスト等（図示せず）を形成し、このレジ
ストをパターニングしたものをマスクとして、モニタＰ
Ｄ部４が形成されている部分の一部を、エピタキシャル
成長層３０の主面側から、エッチングをすることによ
り、くぼみ部４０の底面に対して垂直な２つの平面から
なるモニタ側面７０を形成した後、上記レジストを除去
し、ＬＤチップ３を載置することにより形成される。こ
のモニタＰＤ部４のエッチング加工時には、エピタキシ
ャル成長層３０の主面に対して垂直な加工面が形成でき
るよう、結晶方位にエッチングが影響されない等方性の
エッチングを用いるようにする。例えばリアクテイブイ
オンエッチ（ＲＩＥ），リアクテイブイオンビームエッ
チ（ＲＩＢＥ），スパッタリングなどのドライエッチ技
術を用いることにこのようなモニタ側面７０を実現でき
る。

【００３７】上記実施の形態２においてすでに説明した
ように、レーザ光は発散光であり、基板１の主面に対し
垂直成分，水平成分のいずれにも発散して出射される。
一方、モニタＰＤの受光面であるくぼみ部４０内に露出
したモニタＰＤ部４及び空乏層５０の表面には、通常誘
電体膜等からなる反射防止膜が形成され、光の反射によ
る損失を抑える処置を施すのが通常であるが、このよう
な反射防止膜を設けても、反射防止膜の膜厚のばらつき
や、基板１やエピタキシャル成長層３０の材料であるＳ
ｉとこの反射防止膜の屈折率の関係から数％〜数１０％
の反射が生じるのが一般的で、このような反射は感度ロ
スにつながるため、従来の光半導体装置においては、感
度のよいモニタＰＤを備えた光半導体装置を得ることが
困難であった。

【００３８】これに対し、本実施の形態３では、図４に
示すように、モニタ側面７０をくぼみ部４０の底面に対
して垂直に形成するとともに、このモニタ側面７０をレ
ーザ光２０が入射される２つの平面により構成して、１
度受光面であるモニタ側面７０で反射された光が再度受
光面に入る、即ち多重反射してレーザ光２０がモニタＰ
Ｄ部４や空乏層５０に入るような形状としたもので、こ
れによって、従来ならばモニタＰＤの受光面において反
射されてロスとなってしまうレーザ光２０の一部を再度
モニタＰＤに入射するようにでき、モニタＰＤに入射す
るレーザ光の実質的な量が増加し、モニタＰＤ感度を向
上させることができる効果を奏する。

【００３９】なお、本実施の形態３においては、モニタ
側面７０を、くぼみ部４０の底面に対して垂直である、
その一方の面において反射されたＬＤチップ３から放射
状に伸びて出射されるレーザ光２０が他方の面に入射さ
れるよう配置された、２つの平面により構成した場合に
ついて説明したが、本発明においては、モニタ側面の形
状はその面内においてレーザ光が多重反射可能な形状で
あれば、どのような形状であってもよく、このような場
合においても上記実施の形態３と同様の効果を奏する。

【００４０】なお、上記実施の形態１〜３においてはモ
ニタＰＤ部４と信号検出用ＰＤ５とＬＤ３とミラー部２
とを集積化してなる光半導体装置において説明したが、
本発明は、モニタＰＤ部４，ＬＤ３，及びミラー部２の
みを集積化してなる光半導体装置においても適用できる
ものであり、このような場合においても上記実施の形態
１〜３と同様の効果を奏する。

【００４１】

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、第１導
電型の半導体層を用意する工程と、該半導体層の所定の
領域に第２導電型不純物を導入して、第２導電型半導体
領域からなるモニタフォトダイオード部を形成する工程
と、上記第１導電型半導体層のモニタフォトダイオード
部の一部を含めた領域に、該モニタフォトダイオード部
に接する側面と対向する側面が上記第１導電型半導体層
の主面に対して所定の角度をなすように傾斜していると
ともに、その底面が上記第１導電型半導体層の主面に対
して平行であるくぼみ部を形成する工程と、レーザダイ
オードを用意し、該レーザダイオードを上記くぼみ部の
底面に載置する工程とを備えるようにしたから、第１導
電型半導体層の表面が平坦な状態でモニタフォトダイオ
ード部４を形成することができるため、拡散やイオン注
入のマスクとして用いるフォトレジスト等のマスクを第
１導電型半導体層の表面に平坦に均一な厚さで設けるこ
とができ、モニタフォトダイオード部の形成に用いるマ
スクパターンの加工精度を向上させることが可能な光半
導体装置の製造方法を提供できる効果がある。

【００４２】また、この発明によれば、上記くぼみ部の
傾斜している側面が上記半導体層主面となす角度を４５
°としたから、モニタフォトダイオード部の形成に用い
るマスクパターンの加工精度を向上させることが可能な
光半導体装置の製造方法を提供できる効果がある。

【００４３】また、この発明によれば、上記モニタフォ
トダイオード部を形成する工程と同時に、上記第１導電
型半導体層の、上記モニタフォトダイオード部、及びく
ぼみ部が形成される領域以外の領域内に第２導電型不純
物を導入して、第２導電型半導体領域からなる信号検出
フォトダイオード部を形成する工程を含むようにしたか
ら、信号検出フォトダイオード部とモニタフォトダイオ
ード部とを集積して形成する際に用いるマスクパターン
の加工精度を向上させることが可能な光半導体装置の製
造方法を提供できる効果がある。

【００４４】また、この発明によれば、第１導電型の半
導体層と、その一つの側面が該半導体層主面に対して所
定の角度をなすよう傾斜しており、その底面が半導体層
主面と平行であるくぼみ部と、上記くぼみ部の底面上
に、そのレーザ光出射端面の一方が上記くぼみ部の上記
傾斜している側面に対向するよう配置されたレーザダイ
オードと、上記くぼみ部の上記傾斜している側面に対向
する側面に、その上記第１導電型半導体層との界面に形
成される空乏領域が、上記レーザダイオードのレーザ出
射端面の他方から出射されたレーザ光が照射される領域
内に露出するよう設けられた、第２導電型半導体領域か
らなるモニタフォトダイオード部とを備えるようにした
から、レーザ光がモニタフォトダイオード部と第１導電
型半導体層との界面に形成される空乏領域に直接入射さ
れるようになり、レーザ光が電流に変換される効率が良
くなり、モニタＰＤ部の感度を向上させることができる
効果がある。

【００４５】また、この発明によれば、上記くぼみ部の
傾斜している側面が上記半導体層主面となす角度を４５
°としたから、レーザ光が電流に変換される効率が良く
なり、モニタＰＤ部の感度を向上させることができる効
果がある。

【００４６】また、この発明によれば、上記くぼみ部の
傾斜している側面に対向する側面を、上記レーザダイオ
ードから出射されるレーザ光の光強度が同一となる点を
結んでなる同一強度面と同じ形状を有しているようにし
たから、モニタフォトダイオード部の近傍、特にレーザ
光がモニタフォトダイオード部と第１導電型半導体層と
の界面に形成される空乏領域に入射されるＬＤ光密度を
一定にすることで、局所的に生ずる空間電荷効果による
モニタフォトダイオードの感度低下を防止できる効果が
ある。

【００４７】また、この発明によれば、上記くぼみ部の
傾斜している側面に対向する側面を、その半導体層の主
面側からみた平面形状が、上記レーザ出射端面のレーザ
光が出射される位置を中心とした円弧形状としたから、
局所的に生ずる空間電荷効果によるモニタフォトダイオ
ードの感度低下を防止できる効果がある。

【００４８】また、この発明によれば、上記くぼみ部の
傾斜している側面に対向する側面を、レーザダイオード
から出射されるレーザ光がその面内において多重反射す
る形状を有しているようにしたから、モニタフォトダイ
オードの入射面において反射するレーザ光を再度モニタ
フォトダイオードに入射させることができ、モニタフォ
トダイオードに入射するレーザ光の実質的な量を増加さ
せ、モニタフォトダイオードの感度を向上させることが
できる効果がある。

【００４９】また、この発明によれば、上記くぼみ部の
傾斜している側面に対向する側面を、その一方の面にお
いて反射された上記レーザダイオードから出射されたレ
ーザ光が他方の面に入射されるよう配置された、上記く
ぼみ部の底面に垂直な２つの平面からなるようにしたか
ら、モニタフォトダイオードに入射するレーザ光の実質
的な量を増加させ、モニタフォトダイオードの感度を向
上させることができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１に係る光半導体装置
の構造を示す図である。

【図２】 この発明の実施の形態１に係る光半導体装置
の製造方法を示す断面図である。

【図３】 この発明の実施の形態２に係る光半導体装置
の構造を示す図である。

【図４】 この発明の実施の形態３に係る光半導体装置
の構造を示す図である。

【図５】 従来の光半導体装置の構造を示す図である。

【符号の説明】

１ Ｓｉ基板、２ ミラー部、３ レーザダイオード、
４ モニタＰＤ部、５ 信号検出用ＰＤ部、６ ディス
ク、１０ 前面から出射されたレーザ光、１１ フォト
レジスト、１２ 絶縁膜マスク、１３ 信号光、２０
後面から出射されたレーザ光、２０ａ レーザ光の同一
強度面、３０ エピタキシャル成長層、４０ くぼみ
部、５０ 空乏層、６０，７０，１００ モニタ側面。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１導電型の半導体層を用意する工程
   と、 該半導体層の所定の領域に第２導電型不純物を導入し
   て、第２導電型半導体領域からなるモニタフォトダイオ
   ード部を形成する工程と、 上記第１導電型半導体層のモニタフォトダイオード部の
   一部を含めた領域に、該モニタフォトダイオード部に接
   する側面と対向する側面が上記第１導電型半導体層の主
   面に対して所定の角度をなすように傾斜しているととも
   に、その底面が上記第１導電型半導体層の主面に対して
   平行であるくぼみ部を形成する工程と、 レーザダイオードを用意し、該レーザダイオードを上記
   くぼみ部の底面に載置する工程とを備えたことを特徴と
   する光半導体装置の製造方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の光半導体装置の製造方
   法において、 上記くぼみ部の傾斜している側面が上記半導体層主面と
   なす角度は４５°であることを特徴とする光半導体装置
   の製造方法。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の光半導体装置の製造方
   法において、 上記モニタフォトダイオード部を形成する工程と同時
   に、上記第１導電型半導体層の、上記モニタフォトダイ
   オード部、及びくぼみ部が形成される領域以外の領域内
   に第２導電型不純物を導入して、第２導電型半導体領域
   からなる信号検出フォトダイオード部を形成する工程を
   含むことを特徴とする光半導体装置の製造方法。
4. 【請求項４】 第１導電型の半導体層と、 その一つの側面が該半導体層主面に対して所定の角度を
   なすよう傾斜しており、その底面が半導体層主面と平行
   であるくぼみ部と、 上記くぼみ部の底面上に、そのレーザ光出射端面の一方
   が上記くぼみ部の傾斜している側面に対向するよう配置
   されたレーザダイオードと、 上記くぼみ部の傾斜している側面に対向する側面に、そ
   の上記第１導電型半導体層との界面に形成される空乏領
   域が、上記レーザダイオードのレーザ出射端面の他方か
   ら出射されたレーザ光が照射される領域内に露出するよ
   う設けられた、第２導電型半導体領域からなるモニタフ
   ォトダイオード部とを備えたことを特徴とする光半導体
   装置。
5. 【請求項５】 請求項４に記載の光半導体装置におい
   て、 上記くぼみ部の傾斜している側面が上記半導体層主面と
   なす角度は４５°であることを特徴とする光半導体装
   置。
6. 【請求項６】 請求項４に記載の光半導体装置におい
   て、 上記くぼみ部の傾斜している側面に対向する側面は、上
   記レーザダイオードから出射されるレーザ光の光強度が
   同一となる点をむすんでなる同一強度面と同じ形状を有
   していることを特徴とする光半導体装置。
7. 【請求項７】 請求項６に記載の光半導体装置におい
   て、 上記くぼみ部の傾斜している側面に対向する側面は、そ
   の半導体層の主面側からみた平面形状が、上記レーザ出
   射端面のレーザ光が出射される位置を中心とした円弧形
   状であることを特徴とする光半導体装置。
8. 【請求項８】 請求項４に記載の光半導体装置におい
   て、 上記くぼみ部の傾斜している側面に対向する側面は、レ
   ーザダイオードから出射されるレーザ光がその面内にお
   いて多重反射する形状を有していることを特徴とする光
   半導体装置。
9. 【請求項９】 請求項８に記載の光半導体装置におい
   て、 上記くぼみ部の傾斜している側面に対向する側面は、そ
   の一方の面において反射された上記レーザダイオードか
   ら出射されたレーザ光が他方の面に入射されるよう配置
   された、上記くぼみ部の底面に垂直な２つの平面からな
   ることを特徴とする光半導体装置。