TWI403053B - Optoelectronic components - Google Patents

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Description

光電元件
本發明係有關於一種光電元件，尤指涉及一種結合高速單載子傳輸光檢測器(Uni-Traveling-Carrier Photodiode,UTC-PD)與使用鋅擴散之面射型雷射(Vertical Cavity Surface-Emitting Laser,VCSEL)之積體化整合，特別係指整合出高速且低耗能之光電元件。
本申請案主張2005年4月8日提出申請的中華民國申請案第094111145號之優先權，其全文在此以參照形式被併入本文。
有鑑於傳統銅線之傳輸頻寬已不能滿足傳送大量資訊之需求，因此以光取代電作為載波之想法，即光連結技術因應而生。然而，儘管市面上已有之高解析度多媒體介面能具有10Gb/s之資料傳輸量，惟其製作方式複雜，且有距離上之限制，即超過5公尺就有資料衰減之現象，而該長度通常不能夠滿足投影機與電腦之連接。相反地，由於多模光纖本身易於對準熔接，且相較於傳統銅纜線而言，傳輸時不受電磁波干擾、安全性高及傳輸損耗低，加上調變頻率響應平坦，應用此種光纖替代傳統銅纜線之短距離(<100m)光通訊近年來已越來越受到注目。
為實現平行光連結技術，必須選用小體積低耗能就能擁有較高速特性之元件，而許多研究室希望能將光連結中之發光源及吸光源與CMOS元件積體化(Monolithically Integrated)，這樣即可大大減少製造成本及降低整體之消耗功率，惟此便需要足以進行高速調變之雷射光源。當中以習知面射型雷射(VCSEL)[Koyama et al"Room-temperature continuous wave lasing characteristics of a GaAs vertical-cavity surface-emitting laser,"Appl. Phys. Lett. Vol.55,221-222,1989]即符合此要求。由於它具有許多獨特之特性，例如很低之雷射臨界電流、單縱模及很低分散之雷射光束，已成為各種光纖通信與光儲存系統非常重要之雷射光源。特別是能夠同時動作在單縱模與單橫模之穩定單模面射型雷射則更受重視，因為對於高速長距離之光纖通訊系統而言，它可以減少光波傳導上色散之問題，對於波長多工系統，它可以避免不同頻道之相互干擾，對於光儲存與印刷系統，它可以提供系統所需之單一圓點。本發明人先前即製造出一種新之空間單模VCSEL，它係透過適當之調整鋅擴散(Zinc-diffusion)製程之深度，在空間上適度抑制其他模態之產生，因此可以在單模及多模之間截長補短，達到低耗能、高速且高線性度等優點。
光二極體就係能夠將光信號轉換成電信號之元件，因此其響應速度以及量子效率皆為一個高速光二極體所追求之目標。就光連結應用而言，高密度之VCSEL陣列需要易耦光且高密度之光檢測器陣列搭配，因此垂直入射結構光檢測器相較於其他結構要來得更為適合。然而，一般之光檢測器通常需要外加反向偏壓(-3～-5V)以維持高速操作，因此造成電功率消耗以及對額外偏壓電路之需求。
承上述，傳統之PIN光二極體係由一個窄能隙之空乏層(即I區)夾在寬能隙之P型層以及N型層之中間所組成。其吸光區係位於該空乏層，入射光子在該空乏層中被吸收，同時激發出電子電洞對，該電子與電洞經由該空乏層內之電場加速，被掃進P型層以及N型層，因而形成光電流。惟考慮到電洞速度遠慢於電子速度，導致電洞會容易累積在本質區，形成電場遮蔽效應，造成內部電場變小，所以載子排出速度變慢，進而影響到輸出功率。其中，增加該空乏層厚度雖可以降低RC頻寬限制，但若空乏層厚度過厚，將導致載子漂移時間過長而使得響應速度變慢，然而，若降低空乏層厚度，則可以縮短載子漂移時間且能增加飽和電流，惟此將使電容變大造成頻寬下降並使量子效率亦隨之降低。另外，由於電洞之等效質量很重，此類元件通常必須在-3伏特(V)以上之外加偏壓操作，以加速電洞傳輸。由此可見，傳統之PIN光二極體若係在無外加偏壓下操作，將由於空乏區內電場太低，使得電洞漂移速度過慢，進而導致元件速度變得很慢。若要增加內建電場，則勢必要加大空乏層之能隙，惟此將造成吸光效率大幅下降。
再者，以單載子傳輸光二極體而言，其擁有一P型窄能帶之吸光層及寬能帶之集極區(Collector Layer)，由於P型吸光層為準中性，其多數載子(即電洞)可以很快地弛張至接觸金屬上，因此在單載子傳輸光檢測器中，電子可以說係其唯一之工作電荷，並且由電子之傳輸時間(包含通過傳輸層以及吸光層)來決定單載子傳輸光檢測器之暫態時間。以目前來說，InGaAs-InP單載子傳輸光二極體雖已經被廣泛利用於1550nm光通訊波段；然而，如果在850nm光波段操作下，以InP為材料之光二極體所吸收之能量相當大，因此會在集極區將產生不想要之電子電洞對，當電洞留在吸光區引起之空間電場效應將會降低元件之高速表現。
綜上所述，因為在高密度平行陣列之光連結應用上之需求，所以單晶積體化整合之光電元件係越來越受到注目。惟目前之成果仍無法做到零偏壓、高速且低耗能(10Gb/s)之元件表現。故，一般習用者係無法符合使用者於實際使用時之所需。
本發明之主要目的係在於，克服習知技藝所遭遇之上述問題並提供一種結合高速單載子傳輸光檢測器(Uni-Traveling-Carrier Photodiode,UTC-PD)與使用鋅擴散之面射型雷射(Vertical Cavity Surface-Emitting Laser,VCSEL)之積體化整合，可在零偏壓下具高速且低耗能之光電元件。
為達以上之目的，本發明係一種光電元件，係積體化整合一發射光源模組及一接收光源模組在同一單晶片上，其中：該發射光源模組係為面射型雷射，係由一基板、一n型分佈式布拉格反射鏡(n-Distributed Bragg Reflector,n-DBR)、一發光區(Active Region)、一p型分佈式布拉格反射鏡(p-DBR)、一氧化層(Oxide Layer)、一鋅擴散結構(Zn Diffused Region)、一隔絕層(Bisbenzocyclobutene,BCB)、一N型接面(N Contact)、一P型接面(P Contact)、一N型金屬電極(Metal Pad)及一P型金屬電極所組成。其中該n型分佈式布拉格反射鏡係堆疊於該基板上之磊晶結構，該發光區係形成於該n型分佈式布拉格反射鏡上，該p型分佈式布拉格反射鏡係堆疊於該發光區上之磊晶結構，該氧化層係具有一氧化孔徑(Oxide Aperture)且位於該發光區上方並埋設於該p型分佈式布拉格反射鏡中，該鋅擴散結構係具有一發光孔徑(Optical Aperture)且位於該氧化層上方並埋設於該p型分佈式布拉格反射鏡中，該隔絕層係具有一光源射出口，係在該光源射出口兩端延伸於該鋅擴散結構上而貫穿該發光區與該p型分佈式布拉格反射鏡並穿入至該n型分佈式布拉格反射鏡中，並使該氧化層與該鋅擴散結構介於此隔絕層兩端延伸貫穿所定義之區間，俾供該光源射出口之中心係對正該氧化孔徑與該發光孔徑，該N型接面係埋設於該隔絕層中並位於該隔絕層與該n型分佈式布拉格反射鏡介面上，該P型接面係埋設於該隔絕層中並位於該隔絕層與該鋅擴散結構介面上，該N型金屬電極係形成於該隔絕層上並於該隔絕層內具有一貫穿孔洞而與該N型接面電性連接，以及該P型金屬電極係形成於該隔絕層上並於該隔絕層內具有一貫穿孔洞而與該P型接面電性連接。
該接收光源模組係為單載子傳輸光檢測器，係形成於該發射光源模組之磊晶結構上，並於中間隔著一半絕緣層，該接收光源模組係由一蝕刻終止層(Etching Stop Layer)、一緩衝層(Buffer Layer)、一N型歐姆接觸層(Ohmic Contact Layer)、一電子傳輸層(Transport Layer)、一漸變層(Graded Layer)、一空間層(Setback Layer)、一吸光層(Absorption Layer)、一擴散阻擋層(Diffusion Block Layer)、一P型歐姆接觸層及一側邊保護層所組成，成為PIN接面之磊晶結構。其中該蝕刻終止層係位於該半絕緣層上無摻雜之第一半導體，用以供選擇性蝕刻；該緩衝層係位於該蝕刻終止層上無摻雜之第二半導體，用以將光之模態集中在該吸光層，並隔絕該發射光源模組之P型摻雜產生之載子(Carrier)；該N型歐姆接觸層係位於該緩衝層上N型摻雜之第三半導體，並包含一N型金屬導電層，用以作為N型電極；該電子傳輸層係位於該N型歐姆接觸層上無摻雜之第四半導體，用以降低電容；該漸變層係位於該電子傳輸層上無摻雜之第五半導體，用以使電子漂移不受影響；該空間層係位於該漸變層上無摻雜之第六半導體，用以防止P型摻雜擴散至無摻雜；該吸光層係位於該空間層上P型摻雜之第七半導體，用以吸收入射光，並轉換為載子；該擴散阻擋層係位於該吸光層上P型摻雜之第八半導體，用以防止電子逆擴至P型摻雜；該P型歐姆接觸層係位於該擴散阻擋層上P型摻雜之第九半導體，並包含一P型金屬導電層，用以作為P型電極；以及該側邊保護層之材質亦與該發射光源模組1之隔絕層相同。
請參閱『第1圖～第4圖』所示，係分別為本發明整合收發光源模組之光電元件剖視示意圖、本發明之光電元件中積體化整合發射光源模組之剖視示意圖、本發明之光電元件中積體化整合接收光源模組之剖視示意圖、及本發明之使用狀態示意圖。如圖所示：本發明係一種光電元件100，係積體化整合一發射光源模組1及一接收光源模組3在同一單晶片上，利用高溫鋅擴散及水氧化來結合光以及電流之侷限，進而整合出高速且低耗能之光電元件。
該發射光源模組1係為面射型雷射(Vertical Cavity Surface-Emitting Laser,VCSEL)，係由一基板10、一n型分佈式布拉格反射鏡(n-Distributed Bragg Reflector,n-DBR)11、一發光區(Active Region)12、一p型分佈式布拉格反射鏡(p-DBR)13、一氧化層(Oxide Layer)14、一鋅擴散結構(Zn Diffused Region)15、一隔絕層(Bisbenzocyclobutene,BCB)16、一N型接面(N Contact)17、一P型接面(P Contact)18、一N型金屬電極(Metal Pad)19及一P型金屬電極20所組成。其中該n型分佈式布拉格反射鏡11係堆疊於該基板10上之磊晶結構，該發光區12係形成於該n型分佈式布拉格反射鏡11上，該p型分佈式布拉格反射鏡13係堆疊於該發光區12上之磊晶結構，該氧化層14係具有一氧化孔徑(Oxide Aperture)141且位於該發光區12上方並埋設於該p型分佈式布拉格反射鏡13中，該鋅擴散結構15係具有一發光孔徑(Optical Aperture)151且位於該氧化層14上方並埋設於該p型分佈式布拉格反射鏡13中，該隔絕層16係具有一光源射出口161，係在該光源射出口161兩端延伸於該鋅擴散結構15上而貫穿該發光區12與該p型分佈式布拉格反射鏡13並穿入至該n型分佈式布拉格反射鏡11中，並使該氧化層14與該鋅擴散結構15介於此隔絕層16兩端延伸貫穿所定義之區間，俾供該光源射出口161之中心係對正該氧化孔徑141與該發光孔徑151，該N型接面17係埋設於該隔絕層16中並位於該隔絕層16與該n型分佈式布拉格反射鏡11介面上，該P型接面18係埋設於該隔絕層16中並位於該隔絕層16與該鋅擴散結構15介面上，該N型金屬電極19係形成於該隔絕層16上並於該隔絕層16內具有一貫穿孔洞191而與該N型接面17電性連接，以及該P型金屬電極20係形成於該隔絕層16上並於該隔絕層16內具有一貫穿孔洞而與該P型接面18電性連接。
該接收光源模組3係為單載子傳輸光檢測器(Uni-Traveling-Carrier Photodiode,UTC-PD)，係形成於該發射光源模組1之磊晶結構上，並於中間隔著一半絕緣層21，該接收光源模組3係由一蝕刻終止層(Etching Stop Layer)30、一緩衝層(Buffer Layer)31、一N型歐姆接觸層(Ohmic Contact Layer)32、一電子傳輸層(Transport Layer)33、一漸變層(Graded Layer)34、一空間層(Setback Layer)35、一吸光層(Absorption Layer)36、一擴散阻擋層(Diffusion Block Layer)37、一P型歐姆接觸層38及一側邊保護層39所組成，成為PIN接面之磊晶結構。其中該蝕刻終止層30係位於該半絕緣層21上無摻雜之第一半導體，用以供選擇性蝕刻；該緩衝層31係位於該蝕刻終止層30上無摻雜之第二半導體，用以將光之模態集中在該吸光層36，並隔絕該發射光源模組1之P型摻雜產生之載子(Carrier)；該N型歐姆接觸層32係位於該緩衝層31上N型摻雜之第三半導體，並包含一N型金屬導電層321，用以作為N型電極；該電子傳輸層33係位於該N型歐姆接觸層32上無摻雜之第四半導體，用以降低電容；該漸變層34係位於該電子傳輸層33上無摻雜之第五半導體，用以使電子漂移不受影響；該空間層35係位於該漸變層34上無摻雜之第六半導體，用以防止P型摻雜擴散至無摻雜；該吸光層36係位於該空間層35上P型摻雜之第七半導體，用以吸收入射光，並轉換為載子；該擴散阻擋層37係位於該吸光層36上P型摻雜之第八半導體，用以防止電子逆擴至P型摻雜；該P型歐姆接觸層38係位於該擴散阻擋層37上P型摻雜之第九半導體，並包含一P型金屬導電層381，用以作為P型電極；以及該側邊保護層39之材質亦與該發射光源模組1之隔絕層16相同。
上述氧化孔徑141之尺寸(6～7微米(μm))範圍，係大於該發光孔徑151之尺寸(5～6μm)，且該隔絕層16兩端延伸貫穿所定義之區間範圍係介於42～45μm。其中，該氧化層14係位於該發光區12上方並無接觸該發光區12，該鋅擴散結構15係位於該氧化層14上方並無接觸該氧化層14，並且該發光區12係為單一或多重量子井結構。於一較佳實施例中，本發明接收光源模組3之磊晶結構係以無摻雜之砷化鋁(AlAs)為該蝕刻終止層30，以無摻雜之砷化鋁鎵(AlGaAs)為該緩衝層31，以摻雜之N-型AlGaAs為該N型歐姆接觸層32，以無摻雜之AlGaAs為該電子傳輸層33，以無摻雜之AlGaAs為該漸變層34，以無摻雜之砷化鎵(GaAs)為該空間層35，以摻雜P-型GaAs為該吸光層36，以摻雜P-型AlGaAs為該擴散阻擋層37，以及以摻雜P-型GaAs為該P型歐姆接觸層38。
本發明主要係磊晶VCSEL與UTC-PD之結構，該UTC-PD磊晶結構係成長在該VCSEL之磊晶結構上，中間隔著該半絕緣層21可降低寄生電容，故可避免不必要之電流成份產生而造成之雜訊。
本發明於一較佳實施例中，該光電元件100之發光孔徑151為5μm，氧化孔徑141為6μm，而隔絕層16兩端延伸貫穿所定義之區間範圍為42μm。其中該氧化孔徑141目的係侷限電流提高電流密度降低臨限電流(Threshold Current)，利用鋅擴散結構15可有效降低本元件100之串聯電阻，俾使操作電壓降低。當本發明於運用時，如第4圖所示，本光電元件100與另一光電元件100a應用上，係以該光電元件100之發射光源模組1及該接收光源模組3各透過二條光纖2與另一光電元件100a之接收光源模組3a及發射光源模組1a連結。
請參閱『第5A圖及第5B圖』所示，係分別為本發明之輸出光功率對電流(L-I)曲線示意圖、及本發明之VCSEL元件頻寬示意圖。如圖所示：本光電元件之臨限電流大約為0.8毫安(mA)，最大功率為5.5毫瓦(mW)，微分量子效率為80%。從第5A圖中顯示，由於本元件本身有較低之臨限電流與較高之微分量子效率，其臨界電流很小，故很省電，且速度變快，如第5B圖顯示，從本元件在1mA、2mA、4mA及6mA等不同光電流下所得之頻寬曲線51、52、53、54可知，其可在很低之操作電流下即可達到10GHz之3dB頻寬，足證本發明即便是在很低光電流下仍具有很高速之頻率響應。
請參閱『第6A圖及第6B圖』所示，係分別為本發明之10Gb/s速率下之傳輸眼圖、及本發明之12.5Gb/s速率下之傳輸眼圖。如圖所示：係本發明以結合鋅擴散之VCSEL，可在一個小之操作電流3mA(如第6A圖所示)與4mA(如第6B圖所示)分別使得10Gb/s與12.5Gb/s下眼圖打開，並通過OC-192眼圖遮罩(Eye Mask)。由本元件所得之傳輸眼圖可知，其眼高與眼寬分別為266mV、72ps與233mV、67ps，顯示其眼睛係有清楚張開，代表傳輸效果良好。因此，承上述，由於本發明具有較低之臨限電流及較高之微分量子效率，故本元件在小電流操作下就可有10GHz頻寬之表現，更可以打開10Gb/s速率下之眼圖，足以證明此最佳化元件係可實現高速與低耗能之目標。
請參閱『第7圖』所示，係本發明之UTC-PD固定光電流之頻寬示意圖。如圖所示：係本發明量測整合UTC-PD於不同偏壓下在光電流0.42mA時之頻率響應，從圖中顯示可知，本元件在0V、-3V及-5V等不同偏壓下所得之頻寬曲線61、62、63，其3dB頻寬都維持在10Gb/s，由此可見本發明在有無外加偏壓之情況下，其響應頻率都一樣，速率相同，皆可達到10Gb/s之3dB頻寬，且顯示對外加偏壓並不敏感。
請參閱『第8A圖及第8B圖』所示，係分別為本發明量測整合UTC-PD在10Gb/s速率及低光電流下之傳輸眼圖、及本發明量測整合UTC-PD在10Gb/s速率及高光電流下之傳輸眼圖。如圖所示：係本發明量測整合UTC-PD在無外加偏壓下操作，並打入不同之光電流所量測之傳輸眼圖。由圖中顯示可見眼睛皆清楚張開，且不管在低光電流(0.1mA)，如第8A圖所示，或高光電流(0.4mA)，如第8B圖所示，即便是在低光電流下，只要零偏壓也可以打開10Gb/s之眼圖，達到清楚且開敞之眼睛。
本發明係結合高速單載子傳輸光檢測器與使用鋅擴散之面射型雷射之積體化整合，面射型雷射有很高之資料傳輸與功率消耗之比值，而單載子傳輸光檢測器可在無外加偏壓下操作，藉此可應用在雙向傳輸之光連結技術上。積體化之單載子傳輸光檢測器量子效率可達到46.7%，也有很高之3dB頻寬(13GHz)，且從低至高之光電流(0.1至0.4mA)，都可以打開10Gb/s之眼圖，不需額外之驅動電路。而積體化之面射型雷射在很低之操作電壓下(3mA)，也可以通過10Gb/s之眼圖，係只需很低之交流調變之高頻訊號即可打開眼圖。
綜上所述，本發明係一種光電元件，可有效改善習用之種種缺點，係在基板上製作出高速且單晶整合之面射型雷射與單載子傳輸光檢測器。其中本元件之VCSEL係可在一個小操作電壓及較小之信號振幅下，即可使10Gb/s之眼圖打開，而UTC-PD也可在沒有外加偏壓之情況下，即可通過10Gb/s之眼圖遮罩，完全實現低之功率損耗與很高之速度表現，進而使本發明之產生能更進步、更實用、更符合使用者之所須，確已符合發明專利申請之要件，爰依法提出專利申請。
惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍；故，凡依本發明申請專利範圍及發明說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆應仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。
100、100a．．．光電元件
1、1a．．．發射光源模組
10．．．基板
11．．．n型分佈式布拉格反射鏡
12．．．發光區
13．．．p型分佈式布拉格反射鏡
14．．．氧化層
141．．．氧化孔徑
15．．．鋅擴散結構
151．．．發光孔徑
16．．．隔絕層
161．．．光源射出口
17．．．N型接面
18．．．P型接面
19．．．N型金屬電極
191．．．貫穿孔洞
2．．．光纖
20．．．P型金屬電極
21．．．半絕緣層
3、3a．．．接收光源模組
30．．．蝕刻終止層
31．．．緩衝層
32．．．N型歐姆接觸層
321．．．N型金屬導電層
33．．．電子傳輸層
34．．．漸變層
35．．．空間層
36．．．吸光層
37．．．擴散阻擋層
38．．．P型歐姆接觸層
381．．．P型金屬導電層
39．．．側邊保護層
51、52、53、54．．．頻寬曲線
61、62、63．．．頻寬曲線
第1圖，係本發明整合收發光源模組之光電元件剖視示意圖。
第2圖，係本發明之光電元件中積體化整合發射光源模組之剖視示意圖。
第3圖，係本發明之光電元件中積體化整合接收光源模組之剖視示意圖。
第4圖，係本發明之使用狀態示意圖
第5A圖，係本發明之輸出光功率對電流(L-I)曲線示意圖。
第5B圖，係本發明之VCSEL元件頻寬示意圖。
第6A圖，係本發明之10Gb/s速率下之傳輸眼圖。
第6B圖，係本發明之12.5Gb/s速率下之傳輸眼圖。
第7圖，係本發明之UTC-PD固定光電流之頻寬示意圖。
第8A圖，係本發明量測整合UTC-PD在10Gb/s速率及低光電流下之傳輸眼圖。
第8B圖，係本發明量測整合UTC-PD在10Gb/s速率及高光電流下之傳輸眼圖。
100．．．光電元件
1．．．發射光源模組
3．．．接收光源模組

Claims (12)

  1. 一種光電元件，係包括：一發射光源模組，係由一基板、一n型分佈式布拉格反射鏡(n-Distributed Bragg Reflector,n-DBR)、一發光區(Active Region)、一p型分佈式布拉格反射鏡(p-DBR)、一氧化層(Oxide Layer)、一鋅擴散結構(Zn Diffused Region)、一隔絕層(Bisbenzocyclobutene,BCB)、一N型接面(N Contact)、一P型接面(P Contact)、一N型金屬電極(Metal Pad)及一P型金屬電極所組成，其中該n型分佈式布拉格反射鏡係堆疊於該基板上之磊晶結構，該發光區係形成於該n型分佈式布拉格反射鏡上，該p型分佈式布拉格反射鏡係堆疊於該發光區上之磊晶結構，該氧化層係具有一氧化孔徑(Oxide Aperture)且位於該發光區上方並埋設於該p型分佈式布拉格反射鏡中，該鋅擴散結構係具有一發光孔徑(Optical Aperture)且位於該氧化層上方並埋設於該p型分佈式布拉格反射鏡中，該隔絕層係具有一光源射出口，係在該光源射出口兩端延伸於該鋅擴散結構上而貫穿該發光區與該p型分佈式布拉格反射鏡並穿入至該n型分佈式布拉格反射鏡中，並使該氧化層與該鋅擴散結構介於此隔絕層兩端延伸貫穿所定義之區間，俾供該光源射出口之中心係對正該氧化孔徑與該發光孔徑，該N型接面係埋設於該隔絕層中並位於該隔絕層與該n型分佈式布拉格反射鏡介面上，該P型接面係埋設於該隔絕層中並位於該隔絕層與該鋅擴散結構介面上，該N型金屬電極係形成於該隔絕層上並於該隔絕層內具有一貫穿孔洞而與該N型接面電性連接，以及該P型金屬電極係形成於該隔絕層上並於該隔絕層內具有一貫穿孔洞而與該P型接面電性連接；以及一接收光源模組，係形成於該發射光源模組之磊晶結構上，並於中間隔著一半絕緣層，該接收光源模組係由一蝕刻終止層(Etching Stop Layer)、一緩衝層(Buffer Layer)、一N型歐姆接觸層(Ohmic Contact Layer)、一電子傳輸層(Transport Layer)、一漸變層(Graded Layer)、一空間層(Setback Layer)、一吸光層(Absorption Layer)、一擴散阻擋層(Diffusion Block Layer)、及一P型歐姆接觸層所組成，成為PIN接面之磊晶結構，其中該蝕刻終止層係位於該半絕緣層上無摻雜之第一半導體，該緩衝層係位於該蝕刻終止層上無摻雜之第二半導體，該N型歐姆接觸層係位於該緩衝層上N型摻雜之第三半導體，並包含一N型金屬導電層，該電子傳輸層係位於該N型歐姆接觸層上無摻雜之第四半導體，該漸變層係位於該電子傳輸層上無摻雜之第五半導體，該空間層係位於該漸變層上無摻雜之第六半導體，該吸光層係位於該空間層上P型摻雜之第七半導體，該擴散阻擋層係位於該吸光層上P型摻雜之第八半導體，該P型歐姆接觸層係位於該擴散阻擋層上P型摻雜之第九半導體，並包含一P型金屬導電層。
  2. 依據申請專利範圍第1項所述之光電元件，其中，該發射光源模組係為面射型雷射(Vertical Cavity Surface-Emitting Laser,VCSEL)。
  3. 依據申請專利範圍第1項所述之光電元件，其中，該氧化孔徑之尺寸係大於該發光孔徑之尺寸。
  4. 依據申請專利範圍第1項所述之光電元件，其中，該氧化孔徑範圍係介於6～7微米(μm)。
  5. 依據申請專利範圍第1項所述之光電元件，其中，該發光孔徑範圍係介於5～6μm。
  6. 依據申請專利範圍第1項所述之光電元件，其中，該隔絕層兩端延伸貫穿所定義之區間範圍係介於42～45μm。
  7. 依據申請專利範圍第1項所述之光電元件，其中，該氧化層係位於該發光區上方並無接觸該發光區。
  8. 依據申請專利範圍第1項所述之光電元件，其中，該鋅擴散結構係位於該氧化層上方並無接觸該氧化層。
  9. 依據申請專利範圍第1項所述之光電元件，其中，該接收光源模組係為單載子傳輸光檢測器(Uni-Traveling-Carrier Photodiode,UTC-PD)。
  10. 依據申請專利範圍第1項所述之光電元件，其中，該接收光源模組更進一步包含一側邊保護層。
  11. 依據申請專利範圍第1項所述之光電元件，其中，該發光區係為單一或多重量子井結構。
  12. 依據申請專利範圍第1項所述之光電元件，其中，該接收光源模組之蝕刻終止層為無摻雜之砷化鋁(AlAs)、緩衝層為無摻雜之砷化鋁鎵(AlGaAs)、N型歐姆接觸層為摻雜N-型AlGaAs、電子傳輸層為無摻雜之AlGaAs、漸變層為無摻雜之AlGaAs、空間層為無摻雜之砷化鎵(GaAs)、吸光層為摻雜P-型GaAs、擴散阻擋層為摻雜P-型AlGaAs、以及P型歐姆接觸層為摻雜P-型GaAs。
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