半导体装置、半导体装置的制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及的半导体装置的特征在于，具备：衬底；半导体激光器部，其形成于该衬底之上，具有相同组成的有源层和第1脊构造；以及相邻部，其是光调制器或者光波导，形成于该衬底之上，具有相同组成的芯层和第2脊构造，该相邻部与该半导体激光器部接触。并且，该第1脊构造在与该第2脊构造接触的第1接触部处宽度最大，该第2脊构造在与该第1脊构造接触的第2接触部处宽度最大。

Semiconductor device, manufacturing method of semiconductor device

The semiconductor device of the invention is characterized in that: a substrate; a semiconductor laser unit, formed on the substrate, having an active layer and a first ridge structure of the same composition; and an adjacent unit, which is an optical modulator or waveguide, formed on the substrate, having a core layer and a second ridge structure of the same composition, and the adjacent unit is in contact with the semiconductor laser unit. Moreover, the first ridge structure has the largest width at the first contact part contacting the second ridge structure, and the second ridge structure has the largest width at the second contact part contacting the first ridge structure.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】半导体装置、半导体装置的制造方法
本专利技术涉及在同一衬底具有半导体激光器部和光调制器或者光波导的半导体装置及该半导体装置的制造方法。
技术介绍
由于与光通信网络的大容量化相伴的要求，将半导体激光器部和光调制器或者光波导集成于同一衬底的半导体装置的使用正在增加。就集成了多个功能的光元件而言，每个功能需要不同的晶体构造。为了形成这样的光元件，大多采用重复进行使用了绝缘膜掩模的局部蚀刻和再生长的方法。在专利文献1中，公开了针对在同一衬底之上具有脊型波导和高台面型波导的半导体光集成元件，使在波导的边界产生的光的反射降低的技术。在专利文献1中，以使得与光调制器部相比半导体激光器部更高的方式设置在台面条带的两外侧延伸的面的高度。专利文献1：日本特开2008-066703号公报
技术实现思路
有时在1个衬底形成半导体激光器部以及光调制器或者光波导。为了便于说明，将光调制器或者光波导称为“相邻部”。在使半导体激光器部和相邻部为脊型的情况下，该脊型的构造容易受到绝缘膜或者金属等的应力的影响。因此，存在以下问题，即，应力集中于将半导体激光器部与相邻部对接地接合的耦合部，使半导体装置的初始特性或者长期可靠性恶化。例如，就半导体激光器部和EA调制器部分而言，最适当的波导宽度不同，因此需要在两者的耦合部的前后使脊宽度变化。另外，就半导体激光器部和EA调制器部分而言，形成脊时的蚀刻深度即所谓的脊深度不同，因此在两者的耦合部产生台阶。这样，当在耦合部处波导宽度变化亦或在耦合部设置了台阶时，应力特别是容易集中于耦合部，。本专利技术就是为了解决上述问题而提出的，其目的在于提供能够抑制向半导体激光器部与光调制器或者光波导之间的耦合部的应力集中的半导体装置及该半导体装置的制造方法。本专利技术涉及的半导体装置的特征在于，具备：衬底；半导体激光器部，其形成于该衬底之上，具有相同组成的有源层和第1脊构造；以及相邻部，其是光调制器或者光波导，形成于该衬底之上，具有相同组成的芯层和第2脊构造，该相邻部与该半导体激光器部接触，该第1脊构造在与该第2脊构造接触的第1接触部处宽度最大，该第2脊构造在与该第1脊构造接触的第2接触部处宽度最大。本专利技术涉及的半导体装置的制造方法的特征在于，具备：成膜工序，在衬底之上形成相邻地设置了有源层和芯层的多层构造；掩模工序，在该多层构造之上形成掩模，该掩模具有该有源层的正上方的第1部分、该芯层的正上方的第2部分、以及将该第1部分与该第2部分连接的边界部分，该边界部分设置于该有源层与该芯层的边界正上方，与该第1部分和该第2部分相比宽度大；以及蚀刻工序，对该多层构造中从该掩模露出的部分直至该有源层或者该芯层露出为止地进行蚀刻。本专利技术涉及的其他半导体装置的制造方法的特征在于，具备以下工序：在衬底之上，形成半导体激光器部以及相邻部，该半导体激光器部具有第2导电型的第1脊构造，该相邻部是光调制器或者光波导，具有第2导电型的第2脊构造，该相邻部与该半导体激光器部接触；以及在该半导体激光器部与该相邻部的边界正上方，通过掺杂了第1导电型的杂质的外延生长而形成与该第1脊构造和该第2脊构造接触的加强用脊。本专利技术的其它特征在下面得以明确。专利技术的效果根据本专利技术，通过在半导体激光器部与光调制器或者光波导之间的耦合部形成宽度大的脊，从而能够抑制向该耦合部的应力集中。附图说明图1是实施方式1涉及的半导体装置的斜视图。图2是外延生长后的半导体装置的剖面图。图3是表示掩模的俯视图。图4是蚀刻后的半导体装置的剖面图。图5是成膜处理后的半导体装置的剖面图。图6是去除了掩模后的半导体装置的剖面图。图7是成膜处理后的半导体装置的剖面图。图8是通过掩模工序而形成的掩模的俯视图。图9是表示掩模的变形例的俯视图。图10是将第1接触部与第2接触部的接触层去除后的半导体装置的斜视图。图11是高度不同的第1脊构造和第2脊构造的斜视图。图12是实施方式2涉及的半导体装置的斜视图。图13是第1接触部和第2接触部的放大图。图14是通过掩模工序而形成的掩模的俯视图。图15是实施方式3涉及的半导体装置的斜视图。图16是导电型变更工序后的半导体装置的斜视图。图17是变形例涉及的半导体装置的斜视图。图18是另外的变形例涉及的半导体装置的斜视图。图19是其它变形例涉及的半导体装置的斜视图。图20是向图19的半导体装置附加了电极，去除了无源波导的接触层后的半导体装置的斜视图。具体实施方式参照附图，对本专利技术的实施方式涉及的半导体装置和半导体装置的制造方法进行说明。对相同或者相应的结构要素标注相同的标号，有时省略重复说明。实施方式1.图1是实施方式1涉及的半导体装置10的斜视图。半导体装置10构成脊型光集成元件，该脊型光集成元件集成了半导体激光器部12和由EA(Electro-Absorption)调制器构成的相邻部14。相邻部14能够是除了EA调制器以外的光调制器或者光波导。半导体装置10具备例如由n型InP形成的衬底16。在衬底16之上设置有例如由n型InP形成的下包层18。在下包层18之上，在半导体激光器部12形成有有源层20，在相邻部14形成有芯层30。有源层20和芯层30都是InGaAsP的多量子阱(MQW)构造。有源层20与芯层30对接地连接。有源层20也可以是由上侧的InGaAsP分离限制异质层(SCH层)与下侧的SCH层夹着MQW构造的结构。芯层30也可以同样地具有2层的SCH层。在有源层20之上设置有例如由p型InP形成的第1上包层22。在芯层30之上设置有例如由p型InP形成的第2上包层32。在第1上包层22和第2上包层32之上例如由p型InGaAs形成接触层40。半导体激光器部12的有源层20的组成是一致的。即，有源层20在x-y平面上的任意位置都具有预先确定的组成，组成不根据x-y平面上的位置而变化。在半导体激光器部12设置有在衬底16之上形成的第1脊构造R1。相邻部的芯层30的组成是一致的。即，芯层30在x-y平面上的任意位置都具有预先确定的组成，组成不根据x-y平面上的位置而变化。在相邻部14设置有在衬底16之上形成的第2脊构造R2。第1脊构造R1与第2脊构造R2对接地连接。第1脊构造R1具备第1主体部Ra和第1接触部Rb。第1接触部Rb与第1主体部Ra相比设置于相邻部14侧。第1接触部Rb的宽度比第1主体部Ra的宽度大。宽度是指y方向的长度。第1脊构造R1在与第2脊构造R2接触的第1接触部Rb处宽度最大。第2脊构造R2具备第2主体部Rc和第2接触部Rd。第2接触部Rd与第2主体部Rc相比设置于半导体激光器部12侧。第2接触部Rd的宽度比第2主体部Rc的宽度大。第2脊构造R2在与第1脊构造R1接触的第2接触部Rd处宽度最大。第2接触部Rd与第1接触部Rb接触。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体装置，其特征在于，具备：/n衬底；/n半导体激光器部，其形成于所述衬底之上，具有相同组成的有源层和第1脊构造；以及/n相邻部，其是光调制器或者光波导，形成于所述衬底之上，具有相同组成的芯层和第2脊构造，该相邻部与所述半导体激光器部接触，/n所述第1脊构造在与所述第2脊构造接触的第1接触部处宽度最大，所述第2脊构造在与所述第1脊构造接触的第2接触部处宽度最大。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种半导体装置，其特征在于，具备：
衬底；
半导体激光器部，其形成于所述衬底之上，具有相同组成的有源层和第1脊构造；以及
相邻部，其是光调制器或者光波导，形成于所述衬底之上，具有相同组成的芯层和第2脊构造，该相邻部与所述半导体激光器部接触，
所述第1脊构造在与所述第2脊构造接触的第1接触部处宽度最大，所述第2脊构造在与所述第1脊构造接触的第2接触部处宽度最大。


2.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，
所述第1接触部与所述第2接触部的宽度相等。


3.根据权利要求1或2所述的半导体装置，其特征在于，
所述第1接触部和所述第2接触部的宽度与所述衬底的宽度相等。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的半导体装置，其特征在于，
所述第1脊构造和所述第2脊构造在所述第1接触部以及所述第2接触部附近，向在俯视观察时弯折的部分施加了R倒角。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的半导体装置，其特征在于，
所述第1脊构造具有与所述第1接触部接触的第1主体部，
所述第2脊构造具有与所述第2接触部接触的第2主体部，
所述第1接触部在所述第2脊构造侧宽度最大，
所述第2接触部在所述第1脊构造侧宽度最大，
在俯视观察时，所述第1接触部与所述第1主体部的连接部、所述第1接触部与所述第2接触部的连接部以及所述第2接触部与所述第2主体部的连接部以没有角的方式平滑地形成。


6.根据权利要求1至5中任一项所述的半导体装置，其特征在于，
所述第1脊构造和所述第2脊构造的导电型在所述第1接触部和所述第2接触部的端部是第1导电型，在除此以外的部分是第2导电型。


7.根据权利要求6所述的半导体装置，其特征在于，
所述第1脊构造和所述第2脊构造的第2导电型的部分的宽度恒定。


8.根据权利要求6或7所述的半导体装置，其特征在于，
所述第1导电型是n型，所述第2导电型是p型，所述第1导电型的部分的n型半导体的密度大于...

【专利技术属性】
技术研发人员：河原弘幸，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP