JPH0537093A - 化合物半導体装置及びその製造方法 - Google Patents
化合物半導体装置及びその製造方法Info
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- JPH0537093A JPH0537093A JP3297280A JP29728091A JPH0537093A JP H0537093 A JPH0537093 A JP H0537093A JP 3297280 A JP3297280 A JP 3297280A JP 29728091 A JP29728091 A JP 29728091A JP H0537093 A JPH0537093 A JP H0537093A
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- compound semiconductor
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- H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
- H01S5/026—Monolithically integrated components, e.g. waveguides, monitoring photo-detectors, drivers
- H01S5/0262—Photo-diodes, e.g. transceiver devices, bidirectional devices
- H01S5/0264—Photo-diodes, e.g. transceiver devices, bidirectional devices for monitoring the laser-output
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F55/00—Radiation-sensitive semiconductor devices covered by groups H10F10/00, H10F19/00 or H10F30/00 being structurally associated with electric light sources and electrically or optically coupled thereto
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
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- H10P50/64—Wet etching of semiconductor materials
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- Photo Coupler, Interrupter, Optical-To-Optical Conversion Devices (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 この発明は、ＭＰＤの受光面を半導体基板と
垂直になるようにして、製造工程が簡単な化合物半導体
装置及びその製造方法を提供することを目的とし、他の
目的は、ＬＤとＲＰＤを同一チップ上に形成した化合物
半導体装置を提供することにある。 【構成】 この発明は、レーザーダイオードと、このレ
ーザーダイオードから放出される光を感知して外部回路
を介して上記光の強さを調節する感知用フォトダイオー
ドが同一の半導体基板２１に備えられた化合物半導体装
置において、上記レーザーダイオードから放出される光
が感知用フォトダイオードに入射される面は上記半導体
基板２１と垂直であり、かつ感知用フォトダイオードは
レーザーダイオードの光を放出する面と所定角度に対向
するように形成されてなる。
垂直になるようにして、製造工程が簡単な化合物半導体
装置及びその製造方法を提供することを目的とし、他の
目的は、ＬＤとＲＰＤを同一チップ上に形成した化合物
半導体装置を提供することにある。 【構成】 この発明は、レーザーダイオードと、このレ
ーザーダイオードから放出される光を感知して外部回路
を介して上記光の強さを調節する感知用フォトダイオー
ドが同一の半導体基板２１に備えられた化合物半導体装
置において、上記レーザーダイオードから放出される光
が感知用フォトダイオードに入射される面は上記半導体
基板２１と垂直であり、かつ感知用フォトダイオードは
レーザーダイオードの光を放出する面と所定角度に対向
するように形成されてなる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、化合物半導体装置及
びその製造方法に関し、特にレーザーダイオードとフォ
トダイオードを同一チップ上に形成した化合物半導体装
置及びその製造方法に関する。
びその製造方法に関し、特にレーザーダイオードとフォ
トダイオードを同一チップ上に形成した化合物半導体装
置及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】最近、情報通信分野の技術が急激に発展
することにより超高速コンピューター、超高周波及び光
通信に対する必要性が求められている。しかし、既存の
シリコンを利用した素子としてはこのような要求を満足
させるのに限界があるため、物質特性が優れた化合物半
導体に関する研究が活発に進められている。
することにより超高速コンピューター、超高周波及び光
通信に対する必要性が求められている。しかし、既存の
シリコンを利用した素子としてはこのような要求を満足
させるのに限界があるため、物質特性が優れた化合物半
導体に関する研究が活発に進められている。
【０００３】上記化合物半導体中ＧａＡｓは電子の移動
度が８５００cm2 ／Ｖ・Ｓ程度と大きく、低雑音特性が
優れたＭＥＳＦＥＴ（Metal Semiconductor ＦＥＴ）及
びＨＥＭＴ（High Electron Mobility Transistor ）等
の高速素子に利用される。また、ＧａＡｓは常温で１．
４３ｅＶのエネルギーバンドギャップ（Energy Bandga
p) を持つので、光の波長が赤外線に近い約８８００Å
程度であり直接遷移形であるので、レーザーダイオード
（ＬＡＳＥＲ Ｄｉｏｄｅ；以下ＬＤという）及びフォ
トダイオード（Ｐｈｏｔｏ Ｄｉｏｄｅ；以下ＰＤとい
う）等の光素子にも利用されている。
度が８５００cm2 ／Ｖ・Ｓ程度と大きく、低雑音特性が
優れたＭＥＳＦＥＴ（Metal Semiconductor ＦＥＴ）及
びＨＥＭＴ（High Electron Mobility Transistor ）等
の高速素子に利用される。また、ＧａＡｓは常温で１．
４３ｅＶのエネルギーバンドギャップ（Energy Bandga
p) を持つので、光の波長が赤外線に近い約８８００Å
程度であり直接遷移形であるので、レーザーダイオード
（ＬＡＳＥＲ Ｄｉｏｄｅ；以下ＬＤという）及びフォ
トダイオード（Ｐｈｏｔｏ Ｄｉｏｄｅ；以下ＰＤとい
う）等の光素子にも利用されている。
【０００４】上記ＬＤは半導体ＰＮ接合に注入される電
子と正孔の再結合により発生される光を誘導放出するも
ので、放出された光は干渉性と方向性を持つ。また、Ｐ
Ｄは上記ＬＤと同一な構造を持ち、逆方向バイアス（Re
versebias)を印加し光を照射すれば電流が流れるもので
ある。
子と正孔の再結合により発生される光を誘導放出するも
ので、放出された光は干渉性と方向性を持つ。また、Ｐ
Ｄは上記ＬＤと同一な構造を持ち、逆方向バイアス（Re
versebias)を印加し光を照射すれば電流が流れるもので
ある。
【０００５】従って、上記ＬＤとＰＤは通信分野で送信
用と受信用素子に各々利用されている。また、上記ＬＤ
を送信用素子に利用する時に放出される光の強さを一定
にするために、ＬＤから放出される光の強さを感知して
外部回路を介してＬＤに印加される電圧を制御する感知
用ＰＤ（Monitoring ＰＤ；以下ＭＰＤという）が必要
となる。
用と受信用素子に各々利用されている。また、上記ＬＤ
を送信用素子に利用する時に放出される光の強さを一定
にするために、ＬＤから放出される光の強さを感知して
外部回路を介してＬＤに印加される電圧を制御する感知
用ＰＤ（Monitoring ＰＤ；以下ＭＰＤという）が必要
となる。
【０００６】従って、上記ＬＤとＭＰＤをボンディング
と配線によりハイブリッド化したが値段が高くなり、か
つ製造工程の相違によりＬＤから放出される光の波長の
ようなエネルギーバンドギャップを持つＭＰＤを製造し
にくく、非線形的である受光特性により光検出能力が低
かった。従って、ＬＤとＭＰＤを同一チップ上に形成す
る方法が研究されている。
と配線によりハイブリッド化したが値段が高くなり、か
つ製造工程の相違によりＬＤから放出される光の波長の
ようなエネルギーバンドギャップを持つＭＰＤを製造し
にくく、非線形的である受光特性により光検出能力が低
かった。従って、ＬＤとＭＰＤを同一チップ上に形成す
る方法が研究されている。
【０００７】図３は従来の化合物半導体装置の断面図で
ある。
ある。
【０００８】上記化合物半導体装置はＬＤとＭＰＤを同
一チップに形成したものである。上記化合物半導体装置
はＬＤが形成されている領域ＬとＭＰＤが形成されてい
る領域Ｍとで分けられ、このＬＤとＭＰＤは同一な構成
を持つ。上記ＬＤはＰ形ＧａＡｓの半導体基板１の領域
Ｌ上にＰ形Ａｌx Ｇａ1-y Ａｓのクラッド層３，Ｐ形Ａ
ｌy Ｇａ1-y Ａｓの活性層５，Ｎ形Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ
のクラッド層７及びＮ形ＧａＡｓのキャップ層９が形成
されている。なお、上記活性層５をＰ形で形成したが、
Ｎ形で形成することもでき、この活性層５がクラッド層
３，７より光の屈折率を大きくするために、１≧ｘ＞ｙ
≧０の組成比条件を満足しなければならない。
一チップに形成したものである。上記化合物半導体装置
はＬＤが形成されている領域ＬとＭＰＤが形成されてい
る領域Ｍとで分けられ、このＬＤとＭＰＤは同一な構成
を持つ。上記ＬＤはＰ形ＧａＡｓの半導体基板１の領域
Ｌ上にＰ形Ａｌx Ｇａ1-y Ａｓのクラッド層３，Ｐ形Ａ
ｌy Ｇａ1-y Ａｓの活性層５，Ｎ形Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ
のクラッド層７及びＮ形ＧａＡｓのキャップ層９が形成
されている。なお、上記活性層５をＰ形で形成したが、
Ｎ形で形成することもでき、この活性層５がクラッド層
３，７より光の屈折率を大きくするために、１≧ｘ＞ｙ
≧０の組成比条件を満足しなければならない。
【０００９】上記キャップ層９の上部にＮ形電極１１
が、半導体基板１の下部にＰ形電極１３が各々形成され
ている。そして、上記半導体基板１の領域Ｍ上にＭＰＤ
が上記ＬＤと同一な構成で形成されている。従って、上
記Ｐ形電極１３は共通電極になる。上記ＭＰＤはＬＤの
他方側の発光面から放出される光を入射して逆バイアス
を印加すると、入射された光はＭＰＤの活性層５で電子
と正孔に分けられて、上記Ｎ形電極１１とＰ形電極１３
との間に電流が流れるようになる。上記電流の量はＬＤ
の一方側の発光面から放出される光の強さに比例するの
で、この電流の量により外部回路を介してＬＤの光の強
さを調節する。
が、半導体基板１の下部にＰ形電極１３が各々形成され
ている。そして、上記半導体基板１の領域Ｍ上にＭＰＤ
が上記ＬＤと同一な構成で形成されている。従って、上
記Ｐ形電極１３は共通電極になる。上記ＭＰＤはＬＤの
他方側の発光面から放出される光を入射して逆バイアス
を印加すると、入射された光はＭＰＤの活性層５で電子
と正孔に分けられて、上記Ｎ形電極１１とＰ形電極１３
との間に電流が流れるようになる。上記電流の量はＬＤ
の一方側の発光面から放出される光の強さに比例するの
で、この電流の量により外部回路を介してＬＤの光の強
さを調節する。
【００１０】上記でＬＤとＭＰＤの活性層５は同一なエ
ネルギーバンドギャップを持ち位相が同じなので結合効
率が高い。また、ＬＤから放出された光がＭＰＤ受光面
の表面に反射されてＬＤに再び入射されると、このＬＤ
のＳ／Ｎ（Signal-to-Noiserate) 特性を悪くするの
で、ＭＰＤの受光面を半導体基板１に対して斜めになる
ように形成されている。
ネルギーバンドギャップを持ち位相が同じなので結合効
率が高い。また、ＬＤから放出された光がＭＰＤ受光面
の表面に反射されてＬＤに再び入射されると、このＬＤ
のＳ／Ｎ（Signal-to-Noiserate) 特性を悪くするの
で、ＭＰＤの受光面を半導体基板１に対して斜めになる
ように形成されている。
【００１１】従って、上記ＬＤの発光面を形成するため
に、半導体基板１を垂直に蝕刻し、再びＭＰＤの受光面
が所定角度を持つように斜め蝕刻する。上記の化合物半
導体装置は通信システムで送信用に使用されるので、受
信用ＰＤ（Receiving ＰＤ；以下ＲＰＤ）とハイブリッ
ド化して送受信装置に使用できる。
に、半導体基板１を垂直に蝕刻し、再びＭＰＤの受光面
が所定角度を持つように斜め蝕刻する。上記の化合物半
導体装置は通信システムで送信用に使用されるので、受
信用ＰＤ（Receiving ＰＤ；以下ＲＰＤ）とハイブリッ
ド化して送受信装置に使用できる。
【００１２】しかし、上述した従来の化合物半導体装置
はＭＰＤの受光面を形成するために、２度の蝕刻工程を
するので製造工程が複雑になる問題点があった。また、
上記化合物半導体装置を通信システムに使用する時に、
ＲＰＤとハイブリッド化することにより電力消費が大き
くて、高集積化が難しく、製造コストが上昇する問題点
があった。
はＭＰＤの受光面を形成するために、２度の蝕刻工程を
するので製造工程が複雑になる問題点があった。また、
上記化合物半導体装置を通信システムに使用する時に、
ＲＰＤとハイブリッド化することにより電力消費が大き
くて、高集積化が難しく、製造コストが上昇する問題点
があった。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】従って、この発明は、
ＭＰＤの受光面を半導体基板と垂直になるようにして製
造工程が簡単な化合物半導体装置を提供することにあ
る。
ＭＰＤの受光面を半導体基板と垂直になるようにして製
造工程が簡単な化合物半導体装置を提供することにあ
る。
【００１４】この発明の他の目的は、ＬＤとＲＰＤを同
一チップ上に形成した化合物半導体装置を提供すること
にある。
一チップ上に形成した化合物半導体装置を提供すること
にある。
【００１５】さらに、この発明の他の目的は、上記化合
物半導体装置の製造方法を提供することにある。
物半導体装置の製造方法を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明は、レーザーダイオードと、このレーザダ
イオードから放出される光を感知して外部回路を介して
上記光の強さを調節する感知用フォトダイオードが同一
の半導体基板に備えられた化合物半導体装置において、
上記感知用フォトダイオードはレーザーダイオードから
放出される光の入射される面が上記半導体基板と垂直で
あり、上記レーザーダイオードの光を放出する面と所定
角度で対向されるように形成されてなる。
に、この発明は、レーザーダイオードと、このレーザダ
イオードから放出される光を感知して外部回路を介して
上記光の強さを調節する感知用フォトダイオードが同一
の半導体基板に備えられた化合物半導体装置において、
上記感知用フォトダイオードはレーザーダイオードから
放出される光の入射される面が上記半導体基板と垂直で
あり、上記レーザーダイオードの光を放出する面と所定
角度で対向されるように形成されてなる。
【００１７】上記他の目的を達成するために、この発明
は、四角柱状のレーザーダイオードと、上記レーザーダ
イオードから放出される光が入射される面が半導体基板
と垂直であり、この一側面で反射される光が上記レーザ
ーダイオードの光が放出される面を介して再入射されな
いように所定角度で対向されてなり、他側面は上記所定
角度と異なる角度を持つ三角柱状感知用フォトダイオー
ドと、上記感知用フォトダイオードと対称となる三角柱
状の受信用フォトダイオードが同一の半導体基板に備え
られてなる。
は、四角柱状のレーザーダイオードと、上記レーザーダ
イオードから放出される光が入射される面が半導体基板
と垂直であり、この一側面で反射される光が上記レーザ
ーダイオードの光が放出される面を介して再入射されな
いように所定角度で対向されてなり、他側面は上記所定
角度と異なる角度を持つ三角柱状感知用フォトダイオー
ドと、上記感知用フォトダイオードと対称となる三角柱
状の受信用フォトダイオードが同一の半導体基板に備え
られてなる。
【００１８】上記他の目的を達成するために、この発明
は、第１導電形の半導体基板上に第１導電形の第１クラ
ッド層と第１導電形あるいは第２導電形の活性層と、第
２導電形の第２クラッド層と、第２導電形のキャップ層
を順次にエピタキシャル成長させる工程と、上記半導体
基板の下部及びキャップ層の上部に第１導電形の電極と
第２導電形の電極を各々形成する工程と、上記半導体基
板の所定深さまで一度の異方性蝕刻により四角柱状のレ
ーザーダイオードと互いに対称となる三角柱状の感知用
及び受信用フォトダイオードを形成する工程とからな
る。
は、第１導電形の半導体基板上に第１導電形の第１クラ
ッド層と第１導電形あるいは第２導電形の活性層と、第
２導電形の第２クラッド層と、第２導電形のキャップ層
を順次にエピタキシャル成長させる工程と、上記半導体
基板の下部及びキャップ層の上部に第１導電形の電極と
第２導電形の電極を各々形成する工程と、上記半導体基
板の所定深さまで一度の異方性蝕刻により四角柱状のレ
ーザーダイオードと互いに対称となる三角柱状の感知用
及び受信用フォトダイオードを形成する工程とからな
る。
【００１９】
【実施例】以下、この発明を添付した図面を参照して詳
細に説明する。
細に説明する。
【００２０】図１はこの発明の一実施例による化合物半
導体装置の平面図であり、図２はこの化合物半導体装置
を図１のＡ方向から見た側面図である。
導体装置の平面図であり、図２はこの化合物半導体装置
を図１のＡ方向から見た側面図である。
【００２１】上記化合物半導体装置は同一チップ上にＬ
Ｄ，ＭＰＤ及びＲＰＤが形成されたもので、領域Ｌには
ＬＤが、領域ＭにはＭＰＤが、領域ＲにはＲＰＤが各々
形成されている。
Ｄ，ＭＰＤ及びＲＰＤが形成されたもので、領域Ｌには
ＬＤが、領域ＭにはＭＰＤが、領域ＲにはＲＰＤが各々
形成されている。
【００２２】上記ＬＤ、ＭＰＤ及びＲＰＤはＰ形ＧａＡ
ｓの半導体基板２１上にＰ形Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓの第１
クラッド層２３、Ｐ形Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓの活性層２
５、Ｎ形Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓの第２クラッド層２７、Ｎ
形ＧａＡｓのキャップ層２９及びＡｎＧｅ／Ｎｉ／Ａｕ
のＮ形電極３１が積層されて素子分離領域３５により各
々分離され、この半導体基板３１の下部表面にはＡｕＺ
ｎ／ＡｕのＰ形電極３３が共通電極として形成されてい
る。
ｓの半導体基板２１上にＰ形Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓの第１
クラッド層２３、Ｐ形Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓの活性層２
５、Ｎ形Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓの第２クラッド層２７、Ｎ
形ＧａＡｓのキャップ層２９及びＡｎＧｅ／Ｎｉ／Ａｕ
のＮ形電極３１が積層されて素子分離領域３５により各
々分離され、この半導体基板３１の下部表面にはＡｕＺ
ｎ／ＡｕのＰ形電極３３が共通電極として形成されてい
る。
【００２３】なお、上記では活性層２５をＰ形で形成し
たがＮ形で形成することもでき、また、上記活性層２５
が第１及び第２クラッド層２３，２７より光の屈折率を
大きくするために、組成比を１≧ｘ＞ｙ≧０とする。そ
して、上記ＬＤは四角形で、ＭＰＤとＲＰＤは互いに対
称となる三角形で各々成り、半導体基板２１と垂直を成
す素子分離領域３５により分離されている。
たがＮ形で形成することもでき、また、上記活性層２５
が第１及び第２クラッド層２３，２７より光の屈折率を
大きくするために、組成比を１≧ｘ＞ｙ≧０とする。そ
して、上記ＬＤは四角形で、ＭＰＤとＲＰＤは互いに対
称となる三角形で各々成り、半導体基板２１と垂直を成
す素子分離領域３５により分離されている。
【００２４】上記ＭＰＤをＡ方向から見た面の内部角度
をθ1 及びθ2 とすると、上記Ａ方向の反対面のＲＰＤ
の内部角度もθ1 及びθ2 になる。上記ＬＤの幅をω1
長さをｌとすると上記化合物半導体装置の長さｌT は ｌT ＝ｌ＋（２ω1 ／tan θ1 ）＋（ω1 ／tan θ2 ）＋２ω2 になる。上記でω2 は各素子との間の素子分離領域３５
の幅である。上記式で各々の素子が互いに影響を与えな
い最小限の角度θ1 とθ2 を求めると、 θ1 ＝tan -1｛（ω2 ／ω1 ）＋（４ω2 2 ／ω1 2 ）＋３｝ θ2 ＝π−［θ1 ＋（ｎｓ／ｎｄ）sin ｛（π／２）−θ1 ｝＋sin -1(1) ］ になる。上記θ2 を求める式でｎｄは各素子の活性層２
５の屈折率であり、ｎｓは素子分離領域３５の屈折率で
ある。
をθ1 及びθ2 とすると、上記Ａ方向の反対面のＲＰＤ
の内部角度もθ1 及びθ2 になる。上記ＬＤの幅をω1
長さをｌとすると上記化合物半導体装置の長さｌT は ｌT ＝ｌ＋（２ω1 ／tan θ1 ）＋（ω1 ／tan θ2 ）＋２ω2 になる。上記でω2 は各素子との間の素子分離領域３５
の幅である。上記式で各々の素子が互いに影響を与えな
い最小限の角度θ1 とθ2 を求めると、 θ1 ＝tan -1｛（ω2 ／ω1 ）＋（４ω2 2 ／ω1 2 ）＋３｝ θ2 ＝π−［θ1 ＋（ｎｓ／ｎｄ）sin ｛（π／２）−θ1 ｝＋sin -1(1) ］ になる。上記θ2 を求める式でｎｄは各素子の活性層２
５の屈折率であり、ｎｓは素子分離領域３５の屈折率で
ある。
【００２５】従って、θ1 はＬＤの幅ω1 と、素子分離
領域３５の幅ω2 により、θ2 は素子の活性層２５及び
素子分離領域３５の屈折率とθ1 により各々決定され、
θ1 とθ2 はπ／２より小さいラジアン角である。従っ
て、上記θ1 とθ2 を調節して半導体装置の動作時に誤
動作を防止することができる。
領域３５の幅ω2 により、θ2 は素子の活性層２５及び
素子分離領域３５の屈折率とθ1 により各々決定され、
θ1 とθ2 はπ／２より小さいラジアン角である。従っ
て、上記θ1 とθ2 を調節して半導体装置の動作時に誤
動作を防止することができる。
【００２６】即ち、上記ＬＤ駆動時に一方側の発光面を
介して送信するための光ａと、他方側の発光面を介して
ＭＰＤにより光の強さが感知されて、上記光ａの強さを
調節するための光ｂが各々放出される。上記ＭＰＤの一
側面で反射された光ｄあるいは倍出された光ｃは、上記
ＬＤに再入射されてＳ／Ｎ特性を低下させないようにし
なければならない。
介して送信するための光ａと、他方側の発光面を介して
ＭＰＤにより光の強さが感知されて、上記光ａの強さを
調節するための光ｂが各々放出される。上記ＭＰＤの一
側面で反射された光ｄあるいは倍出された光ｃは、上記
ＬＤに再入射されてＳ／Ｎ特性を低下させないようにし
なければならない。
【００２７】上記でθ1 を６０゜と仮定すると、上記他
側面の発光面から放出される光ｂがＭＰＤの一側面に６
０゜で入射される。従って、上記一側面で反射される光
ｄも一側面と６０゜の角度となるので再入射されない。
側面の発光面から放出される光ｂがＭＰＤの一側面に６
０゜で入射される。従って、上記一側面で反射される光
ｄも一側面と６０゜の角度となるので再入射されない。
【００２８】次に、上述した化合物半導体装置の動作を
説明する。
説明する。
【００２９】先ず、ＬＤを駆動させて送信するときに上
記ＬＤのＮ形及びＰ形電極３１，３３に電圧を印加する
と、活性層２５で注入される電子と正孔が再結合して光
を発生する。上記発生された光は発振されて上記ＬＤの
発光面を介して光ａ，ｂとして放出される。
記ＬＤのＮ形及びＰ形電極３１，３３に電圧を印加する
と、活性層２５で注入される電子と正孔が再結合して光
を発生する。上記発生された光は発振されて上記ＬＤの
発光面を介して光ａ，ｂとして放出される。
【００３０】上記一方側の発光面から放出される光ａは
送信するためのものであり、他方側の発光面から放出さ
れる光ｂは上記ＭＰＤに入射されて上記送信するための
光ａの強さを感知するためのものである。
送信するためのものであり、他方側の発光面から放出さ
れる光ｂは上記ＭＰＤに入射されて上記送信するための
光ａの強さを感知するためのものである。
【００３１】上記光ｂがＭＰＤに入射されると、上記活
性層２５の屈折率ｎｄにより光ｃが屈折され、Ｎ及びＰ
形電極３１，３３に逆バイアスを印加すると、上記ＭＰ
Ｄの活性層２５で電子と正孔とに分けられて電流が流れ
るようになる。上記電流の量はＭＰＤに入射される光ｂ
の強さに比例するので、外部回路を介してＬＤから送信
する光ａの強さを調節することができる。
性層２５の屈折率ｎｄにより光ｃが屈折され、Ｎ及びＰ
形電極３１，３３に逆バイアスを印加すると、上記ＭＰ
Ｄの活性層２５で電子と正孔とに分けられて電流が流れ
るようになる。上記電流の量はＭＰＤに入射される光ｂ
の強さに比例するので、外部回路を介してＬＤから送信
する光ａの強さを調節することができる。
【００３２】また、上記光ｂが上記ＭＰＤの一側面へ入
射される時に、所定量の光ｄが反射される。上記ＭＰＤ
の一側面が上記半導体基板２１と垂直であるが、上記Ｌ
Ｄの他方側の発光面と（９０゜−θ1 ）傾むいているの
で、上記光ｄはＬＤの他方側の発光面を介して再入射さ
れない。さらに、上記ＭＰＤで光ｃ中の微量の分離され
ないものは放出されて光ｅとしてＲＰＤに入射されるの
で、上記素子分離領域３５の屈折率ｎｓとＲＰＤ活性層
２５の屈折率により全反射されて、ＲＰＤへ入射されず
光ｆとして空気中へ反射される。
射される時に、所定量の光ｄが反射される。上記ＭＰＤ
の一側面が上記半導体基板２１と垂直であるが、上記Ｌ
Ｄの他方側の発光面と（９０゜−θ1 ）傾むいているの
で、上記光ｄはＬＤの他方側の発光面を介して再入射さ
れない。さらに、上記ＭＰＤで光ｃ中の微量の分離され
ないものは放出されて光ｅとしてＲＰＤに入射されるの
で、上記素子分離領域３５の屈折率ｎｓとＲＰＤ活性層
２５の屈折率により全反射されて、ＲＰＤへ入射されず
光ｆとして空気中へ反射される。
【００３３】一方、上記ＲＰＤを駆動させ受信する時に
は光ｇが入射され逆バイアスを印加すると、上記活性層
２５で電子と正孔に分けられて、Ｎ形とＰ形電極３１，
３３間に電流が流れるようになる。この時、上記入射さ
れた光ｇが全部吸収されなくて微量の光ｈを反射させ、
かつ、上記活性層２５で吸収された光ｉが完全に電子と
正孔で分けられないので、ＭＰＤで光ｊを放出する。上
記光ｊは上記ＭＰＤの一側面より傾きが小さくて、か
つ、素子分離領域３５の屈折率ｎｓとＭＰＤの活性層２
５の屈折率ｎｄによりＭＰＤに入射されず光ｋとして全
反射される。
は光ｇが入射され逆バイアスを印加すると、上記活性層
２５で電子と正孔に分けられて、Ｎ形とＰ形電極３１，
３３間に電流が流れるようになる。この時、上記入射さ
れた光ｇが全部吸収されなくて微量の光ｈを反射させ、
かつ、上記活性層２５で吸収された光ｉが完全に電子と
正孔で分けられないので、ＭＰＤで光ｊを放出する。上
記光ｊは上記ＭＰＤの一側面より傾きが小さくて、か
つ、素子分離領域３５の屈折率ｎｓとＭＰＤの活性層２
５の屈折率ｎｄによりＭＰＤに入射されず光ｋとして全
反射される。
【００３４】上記化合物半導体装置は同一な半導体基板
２１上にＬＤ，ＭＰＤ及びＲＰＤを形成したがＬＤ及び
ＭＰＤだけを形成することもできる。
２１上にＬＤ，ＭＰＤ及びＲＰＤを形成したがＬＤ及び
ＭＰＤだけを形成することもできる。
【００３５】次に、上述の化合物半導体装置の製造方法
を説明する。
を説明する。
【００３６】Ｐ形ＧａＡｓの半導体基板２１上にＰ形Ａ
ｌx Ｇａ1-x Ａｓの第一クラッド層２３、Ｐ形あるいは
Ｎ形Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓの活性層２５、Ｎ形Ａｌx Ｇａ
1-x Ａｓの第２クラッド層２７及びＮ形ＧａＡｓのキャ
ップ層２９をＬＰＥ（LiquidPhase Epitaxy) 、ＭＢＥ
（Molecular Beam Epitaxy) あるいはＭＯＣＶＤ（Meta
l Organic Chemical Vappor Deposition) 等の方法によ
り順次に形成する。
ｌx Ｇａ1-x Ａｓの第一クラッド層２３、Ｐ形あるいは
Ｎ形Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓの活性層２５、Ｎ形Ａｌx Ｇａ
1-x Ａｓの第２クラッド層２７及びＮ形ＧａＡｓのキャ
ップ層２９をＬＰＥ（LiquidPhase Epitaxy) 、ＭＢＥ
（Molecular Beam Epitaxy) あるいはＭＯＣＶＤ（Meta
l Organic Chemical Vappor Deposition) 等の方法によ
り順次に形成する。
【００３７】次に、上記キャップ層２９の上部にＡｕＧ
ｅ／Ｎｉ／ＡｕのＮ形電極３１を、基板２１の下部にＡ
ｕＺｎ／ＡｕのＰ形電極３３を形成する。続けて、上記
Ｎ形電極３１の表面にフォトマスクパターンを形成した
後、半導体基板２１と垂直をなすようにイオンビームエ
ッチング等のような異方性エッチング方法で上記半導体
基板２１の所定厚さ部分までエッチングして、ＬＤ，Ｍ
ＰＤ及びＲＰＤを限定する素子分離領域３５を形成した
後、フォトマスクパターンを除去する。
ｅ／Ｎｉ／ＡｕのＮ形電極３１を、基板２１の下部にＡ
ｕＺｎ／ＡｕのＰ形電極３３を形成する。続けて、上記
Ｎ形電極３１の表面にフォトマスクパターンを形成した
後、半導体基板２１と垂直をなすようにイオンビームエ
ッチング等のような異方性エッチング方法で上記半導体
基板２１の所定厚さ部分までエッチングして、ＬＤ，Ｍ
ＰＤ及びＲＰＤを限定する素子分離領域３５を形成した
後、フォトマスクパターンを除去する。
【００３８】上記で一度のエッチング工程によりＬＤは
四角形に、ＭＰＤ及びＲＰＤは三角形に形成され、上記
ＭＰＤとＲＰＤは対称を成す。上述のように同一な半導
体基板２１上にＬＰＥ法で各層を積層し、一度の異方性
エッチング方法により四角形のＬＤと、互いに対称とな
る三角形を持つＭＰＤとＲＰＤをθ1とθ2 を調節して
形成する。
四角形に、ＭＰＤ及びＲＰＤは三角形に形成され、上記
ＭＰＤとＲＰＤは対称を成す。上述のように同一な半導
体基板２１上にＬＰＥ法で各層を積層し、一度の異方性
エッチング方法により四角形のＬＤと、互いに対称とな
る三角形を持つＭＰＤとＲＰＤをθ1とθ2 を調節して
形成する。
【００３９】なお、この発明の実施例はＧａＡｓに限定
されることはなく、ＩｎＰ等のようなものにも適用する
こともできる。
されることはなく、ＩｎＰ等のようなものにも適用する
こともできる。
【００４０】
【発明の効果】従って、この発明はＬＤ，ＭＰＤ及びＲ
ＰＤを同一な半導体基板上に形成するので、高集積化が
可能となり消費電力及び製造コストを低減することがで
き、かつ、一度の蝕刻工程により半導体基板と垂直とな
るようにレーザーダイオードの発光面と所定角度を持つ
フォトダイオードが形成できるので、製造工程が簡単な
利点がある。
ＰＤを同一な半導体基板上に形成するので、高集積化が
可能となり消費電力及び製造コストを低減することがで
き、かつ、一度の蝕刻工程により半導体基板と垂直とな
るようにレーザーダイオードの発光面と所定角度を持つ
フォトダイオードが形成できるので、製造工程が簡単な
利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による化合物半導体装置の平面図であ
る。
る。
【図２】図２の側面図である。
【図３】従来の化合物半導体装置の断面図である。
２１ 化合物半導体基板
２３ 第１クラッド層
２５ 活性層
２７ 第２クラッド層
２９ キャップ層
３１ Ｎ型電極
３３ Ｐ型電極
３５ 素子分離領域
Claims (6)
- 【請求項１】 レーザーダイオードと、このレーザーダ
イオードから放出される光を感知して外部回路を介して
上記光の強さを調節する感知用フォトダイオードが同一
の半導体基板に備えられた化合物半導体装置において、
上記レーザーダイオードから放出される光が感知用フォ
トダイオードに入射される面は、上記半導体基板と垂直
であり、かつ感知用フォトダイオードは上記レーザーダ
イオードの光を放出する面と所定角度に対向するように
形成されてなることを特徴とする化合物半導体装置。 - 【請求項２】 上記所定角度は、π／２より小さくレー
ザーダイオードから放出された光が感知用フォトダイオ
ードで反射されてレーザーダイオードに再入射されない
最小角より大きく設定されてなることを特徴とする請求
項１記載の化合物半導体装置。 - 【請求項３】 四角柱状のレーザーダイオードと、上記
レーザーダイオードから放出される光が入射される一側
面が半導体基板と垂直であり、この一側面から入射され
る光は上記レーザーダイオードの放出面を介して再入射
されないように所定角度で対向されてなり、他側面に上
記所定角度と異なる角度を持つ三角柱状の感知用フォト
ダイオードと、上記感知用フォトダイオードと対称とな
る三角柱状の受信用フォトダイオードが同一の半導体基
板に備えられてなることを特徴とする化合物半導体装
置。 - 【請求項４】 第１導電形の半導体基板上に第１導電形
の第１クラッド層と第１導電形あるいは第２導電形の活
性層と第２導電形の第２クラッド層と第２導電形のキャ
ップ層を順次にエピタキシャル成長させる工程と、上記
半導体基板の下部及びキャップ層の上部に第１導電形電
極と第２導電形電極を各々形成する工程と、上記半導体
基板の所定深さまで一度のエッチング工程により異方性
蝕刻して四角柱状のレーザーダイオードと互いに対称と
なる三角柱状の感知用及び受信用フォトダイオードを形
成する工程とからなることを特徴とする化合物半導体装
置の製造方法。 - 【請求項５】 上記エピタキシャル成長は、ＬＰＥ法、
ＭＢＥ法、あるいはＭＯＣＶＤ法中のいずれか一つの方
法を利用することを特徴とする請求項４記載の化合物半
導体装置の製造方法。 - 【請求項６】 上記異方性蝕刻は、反応性イオン蝕刻で
あることを特徴とする請求項４記載の化合物半導体装置
の製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019910012537A KR940008562B1 (ko) | 1991-07-20 | 1991-07-20 | 화합물 반도체 장치 및 그 제조방법 |
| KR1991-12537 | 1991-07-20 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0537093A true JPH0537093A (ja) | 1993-02-12 |
| JPH0797693B2 JPH0797693B2 (ja) | 1995-10-18 |
Family
ID=19317640
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29728091A Expired - Fee Related JPH0797693B2 (ja) | 1991-07-20 | 1991-11-13 | 化合物半導体装置及びその製造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US5291057A (ja) |
| JP (1) | JPH0797693B2 (ja) |
| KR (1) | KR940008562B1 (ja) |
| DE (1) | DE4137693C2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| DE4411380A1 (de) * | 1994-03-31 | 1995-10-05 | Siemens Ag | Sende- und Empfangsmodul für optoelektronischen Ping-Pong-Betrieb |
| EP0722207A1 (de) * | 1995-01-13 | 1996-07-17 | Siemens Aktiengesellschaft | Integriert-optische Anordnung aus Halbleiterlaser und Monitordetektor |
| US5721750A (en) * | 1995-04-13 | 1998-02-24 | Korea Advanced Institute Of Science And Technology | Laser diode for optoelectronic integrated circuit and a process for preparing the same |
| US6107990A (en) * | 1997-09-17 | 2000-08-22 | Micron Electronics, Inc. | Laptop with buttons configured for use with multiple pointing devices |
| US5982358A (en) * | 1997-09-17 | 1999-11-09 | Micron Electronics, Inc. | Method for providing buttons for use with multiple pointing devices on a laptop computer |
| JPH11163383A (ja) * | 1997-11-25 | 1999-06-18 | Oki Electric Ind Co Ltd | 半導体受光素子 |
| US7507595B2 (en) * | 2004-12-30 | 2009-03-24 | Dongbu Electronics Co., Ltd. | CMOS image sensor and method for fabricating the same |
| KR102489622B1 (ko) | 2021-02-10 | 2023-01-17 | 엘지전자 주식회사 | 공기청정장치 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6139966U (ja) * | 1984-08-16 | 1986-03-13 | ソニー株式会社 | 半導体複合装置 |
| JPH01266778A (ja) * | 1988-04-18 | 1989-10-24 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 半導体レーザ装置 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5269592A (en) * | 1975-12-08 | 1977-06-09 | Toshiba Corp | Semiconductor luminescent element |
| US4675518A (en) * | 1982-03-05 | 1987-06-23 | Omron Tateisi Electronics Co. | Optical bistable device |
| FR2538171B1 (fr) * | 1982-12-21 | 1986-02-28 | Thomson Csf | Diode electroluminescente a emission de surface |
| JPS6195591A (ja) * | 1984-10-16 | 1986-05-14 | Sony Corp | 半導体レ−ザ |
| JPH0212885A (ja) * | 1988-06-29 | 1990-01-17 | Nec Corp | 半導体レーザ及びその出射ビームの垂直放射角の制御方法 |
| EP0410067B1 (en) * | 1989-07-27 | 1993-09-22 | International Business Machines Corporation | Integrated semiconductor diode laser and photodiode structure |
| JPH0394481A (ja) * | 1989-09-07 | 1991-04-19 | Ricoh Co Ltd | アレイ状半導体発光装置 |
| US4989214A (en) * | 1990-05-11 | 1991-01-29 | Northern Telecom Limited | Laser diode, method for making device and method for monitoring performance of laser diode |
-
1991
- 1991-07-20 KR KR1019910012537A patent/KR940008562B1/ko not_active Expired - Fee Related
- 1991-11-06 US US07/788,617 patent/US5291057A/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-11-13 JP JP29728091A patent/JPH0797693B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1991-11-15 DE DE4137693A patent/DE4137693C2/de not_active Expired - Fee Related
-
1993
- 1993-12-07 US US08/163,995 patent/US5374588A/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6139966U (ja) * | 1984-08-16 | 1986-03-13 | ソニー株式会社 | 半導体複合装置 |
| JPH01266778A (ja) * | 1988-04-18 | 1989-10-24 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 半導体レーザ装置 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5374588A (en) | 1994-12-20 |
| KR930003448A (ko) | 1993-02-24 |
| US5291057A (en) | 1994-03-01 |
| JPH0797693B2 (ja) | 1995-10-18 |
| DE4137693A1 (de) | 1993-01-21 |
| KR940008562B1 (ko) | 1994-09-24 |
| DE4137693C2 (de) | 1995-07-06 |
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