KR950005468B1 - 레이저 다이오드와 수광면이 넓어진 포토다이오드를 일체화시킨 반도체 소자의 제조방법 - Google Patents

레이저 다이오드와 수광면이 넓어진 포토다이오드를 일체화시킨 반도체 소자의 제조방법 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

레이저 다이오드와 수광면이 넓어진 포토다이오드를 일체화시킨 반도체 소자의 제조방법
제1도는 종래의 반도체 소자의 블럭도.
제2도는 종래의 반도체 소자의 사시도.
제3도는 본 발명의 메사에칭된 기판의 사시도.
제4도는 본 발명의 반도체 소자의 사시도.
제5도는 제4도의 동작 개요도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
PD : 포토다이오드 LD : 레이저 다이오드
1 : n형 전극 2 : SiO2
3 : n+-GaAs층 또는 n+-InGaAs층
4 : n-AlxGa1-xAs층 또는 n-InP층(0≥x〈1)
5 : undoped-AlyGa1-y층 또는 undoped-In1-zGazAswP1-w층(y〈x, 0≤y〈1, 0≤z, w〈1)
6 : P-AlxGa1-x층 또는 P-InP 7 : P형 기판
8 : P형 전극
본 발명은 GaAs나 InP 기판위에 너비차이가 있는 메사구조를 형성시키고, 너비가 넓은 영역위에 형성되는 포토다이오드의 에피택셜층의 성장 속도가 레이저다이오드의 성장속도보다 빠른점을 이용하므로써 포토다이오드의 활성영역을 두껍게 형성하여 수광면이 넓어진 포토다이오드와 레이저다이오드가 한 집안에 일체화된 반도체소자의 제조방법에 관한 것이다.
종래의 레이저 다이오드와 포토다이오드가 일체화되지 않은 반도체소자의 블럭도가 도시된 제1도를 참조하면, 반도체소자는 레이저 빛의 균일한 출력을 위해서 포토다이오드(PD)를 레이저다이오드(LD)의 뒷면(Rear facet)에 정렬시켜 장착시킨 것으로서, 포토다이오드(PD)에서 발생되는 광전류를 자동전력제어(Automatic Power Control, APC) 회로에 피이드 백시키는 방법을 사용하였으나, 별도로 포토다이오드 (PD)를 필요로 하기 때문에 패키지등이 어려운 문제점이 있었다.
또, 제2도에 도시된 반도체소자는 한 칩안에 레이저다이오드(LD)와 포토다이오드(PD)가 일체화 된 구조로되어 있지만, 레이저다이오드(LD)의 에피택셜층(5)의 두께가 포토다이오드(PD)와 동일하여 수광면이 좁으므로 효율이 떨어지는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 레이저 다이오드와 수광부가 넓어진 포토다이오드를 일체화시킨 반도체소자의 제조방법에 관한 것으로써, 기판위의 너비차이가 있는 매사구조를 형성시키고 너비가 넓은 영역위에 형성되는 포토다이오드의 성장 속도가 빠른 것을 이용하므로써 포토다이오드의 활성층을 두껍게 하여 수광면이 넓어진 포토다이오드를 만들어 레이져 다이오드의 출력을 일정하게 유지하는 것이 본 발명의 목적이다.
이하에 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
제3도에 도시된 바와같이, 반도체소자는 P형 기판(7)을 메사에칭(Mesa etc hing)하고, 그위에 에피택셜(Epitaxial)층 (3-6)을 차례로 성장시킨다.
이때 부분(A,B)에서는 성장 속도는 서로 다른데, 면적이 상대적으로 넓은 부분(B)이 부분(A)보다 성장속도가 빠르므로 부분(B)의 에피택셜층(5)의 두께가 부분(A)보다 두껍게 성장된다. 그러므로 포토다이오드(PD)의 에피택셜층(5)의 두께가 레이저 다이오드(LD)보다 두껍게 성장된다.
모든 에피택셜층(3-6)을 차례로 성장시킨 후 부분(C)을 화학적식각(Che mical etching) 혹은 드라이에칭(Dry etching) 방법으로 면이 수직되게 에칭을 하여 포토다이오드(PD)와 레이저 다이오드(LD)를 분리하므로써 제4도에 도시된 바와같은 레이저다이오드(LD)와 포토다이오드(PD)가 일체화된 반도체 소자가 만들어진다.
제조된 레이저 다이오드(LD)의 포토다이오드(PD)의 에피택셜층(5)을 보면, 레이저다이오드(LD)의 두께보다 포토다이오드(PD)의 두께가 두꺼워 레이저다이오드 (LD)에서 발생된 레이저 광이 포토다이오드의 수광면에 더 많이 수광 되어 포토다이오드(PD)의 효율이 증가한다.
본 발명의 동작 개요도가 도시된 제5도를 참조하면 제4도의 부분(A)에 형성된 레이저 다이오드(LD)에서 발생한 레이저광이 부분(B)에 형성된 포토다이오드(PD)에 수광되어 포토다이오드(PD)는 광전류를 발생시키고, 포토다이오드(PD)에서 발생된 광전류는 자동전력제어회로(APC)에 피이드 백되어 레이저다이오드(LD)의 출력이 일정하게 유지된다.
따라서 본 발명의 반도체소자는 레이저다이오드와 포토다이오드를 일체화시켰기 때문에 별도의 포토다이오드를 필요로 하지 않아 다이본딩이 유리해지고, 포토다이오드의 에피택셜층의 두께가 레이저 다이오드 보다 두꺼워 수광면이 넓어지므로 포토다이오드의 효율이 높아져서 레이저 다이오드의 출력을 일정하게 유지할 수 있다.

Claims (1)

  1. 에피택셜층(5)의 두께가 일정한 포토다이오드(PD)와 레이저다이오드(LD)가 일체화된 반도체소자에 있어서, P형의 GaAs 또는 InP 기판(7)위에 너비차가 있는 메사구조를 형성시키고, 너비가 넓은 영역(B)위에 형성되는 포토다이오드의 에피택셜층의 성장속도가 빠른 것을 이용하여 에피택셜층(3-6)을 성장시키므로써 포토다이오드 (PD)의 활성층(5)을 레이저다이오드(LD)보다 두껍게 형성하며, 포토다이오드(PD)와 레이저다이오드(LD)가 접한 부분(C)의 면이 수직되게 화학적식각이나 드라이에칭하므로써 포토 다이오드(PD) 영역과 레이저다이오드(LD) 영역을 분리시켜 수광면이 넓어진 포토다이오드(PD)을 형성하여서, 레이저다이오드와 수광면이 넓어진 포토다이오드를 한 칩안에 일체화시켜 포토다이오드의 수광효율을 높이므로써 레이저 다이오드의 출력을 일정하게 유지시켜 주는 것을 특징으로 하는 레이저다이오드와 수광면이 넓어진 포토다이오드를 일체화시킨 반도체소자의 제조방법.
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