光接收装置及其制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术包括形成在第一衬底(101)的主表面(101a)上的半导体光放大器(102)。半导体光放大器(102)的一端的端面形成第一反射部(103)，所述一端的端面被形成为相对于第一衬底(101)的主表面(101a)倾斜。半导体光放大器(102)的另一端的端面形成第二反射部(104)，所述另一端的端面被形成为相对于第一衬底(101)的主表面(101a)倾斜。该光接收装置还包括：第二衬底(105)，其背面(105b)结合到第一衬底(101)的背面(101b)；以及光电二极管(106)，形成在第二衬底(105)的主表面(105a)上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光接收装置及其制造方法
本专利技术涉及一种包括光电二极管和半导体光放大器的光接收装置及其制造方法。
技术介绍
近年来，随着数据中心等的通信容量的增大，需要提高作为内嵌在接收器中的光电转换元件的光电二极管(PD)的速度。作为提高速度的途径，存在一种减小吸收层的厚度从而减少由光的接收生成的载流子的行进时间的技术。然而，因为吸收层的厚度减小，所以该技术导致光接收灵敏度的降低。这样，在速度的增大与光接收灵敏度之间存在平衡关系。如上所述，光电二极管自身很难同时实现高的速度和高的光接收灵敏度。然而，存在一种通过将光电二极管与半导体光放大器进行集成来在确保高速的同时提高光接收灵敏度的技术(参见非专利文献1)。根据该技术，在由InP制成的衬底的主表面上形成半导体光放大器和光电二极管。在该技术中，在InP衬底上，首先通过晶体生长来形成用于形成半导体光放大器的化合物半导体层，然后通过晶体生长来形成用于形成光电二极管的化合物半导体层。然后，将这些通过晶体生长形成的化合物半导体层图案化为预定形状，从而形成包括波导型的半导体光放大器和光电二极管的光接收装置(参见非专利文献1的图1)。通过该光接收装置，如图3所示，光从形成在衬底201上的半导体光放大器202的输入端203进入，并且入射的光被半导体光放大器202放大并从出射端204射出。离开出射端204的放大后的光被光波导205引导并进入到光电二极管206。与仅通过自身接收光的光电二极管不同，上述光接收装置可以利用半导体光放大器的放大效果，因此，即使为了增大速度而减小光电二极管的吸收层的厚度，也可以保持整个光接收装置的高的光接收灵敏度。根据非专利文献1，当驱动电流为170mA时，半导体光放大器实现约8dB的光放大。引用列表非专利文献非专利文献1：F.Xiaetal.，″MonolithicIntegrationofaSemiconductorOpticalAmplifierandaHighBandwidthp-i-nPhotodiodeUsingAsymmetricTwin-WaveguideTechnology″，IEEEPhotonicsTechnologyLetters，vol.15，no.3，pp.452-454，2003.
技术实现思路
技术问题然而，上述技术存在制造成本高的问题。如上所述，通过晶体生长形成用于形成半导体光放大器的化合物半导体层，并且通过晶体生长形成用于形成光电二极管的化合物半导体层。然而，用于形成半导体光放大器的化合物半导体层和用于形成光电二极管的化合物半导体层在制造条件(例如，与晶体生长有关的条件)上显著不同。因此，从成品率(例如，衬底表面的平坦性)的观点出发，制造成本较高。本专利技术是为了解决上述问题而做出的，本专利技术的目的是抑制包括光电二极管和半导体光放大器的光接收装置的制造成本的增加。用于解决问题的手段根据本专利技术的光接收装置包括：波导型的半导体光放大器，形成在第一衬底的主表面上，并且在与所述主表面平行的方向上引导波；第一反射部，由所述半导体光放大器的一端的端面形成，所述一端的端面被形成为相对于所述第一衬底的主表面倾斜，使得输入到所述第一衬底的背面的输入光被输入；第二反射部，由所述半导体光放大器的另一端的端面形成，所述另一端的端面被形成为相对于所述第一衬底的所述主表面倾斜，使得输出光朝所述第一衬底的背面输出；第二衬底，其背面结合到所述第一衬底的背面；以及平面型的光电二极管，形成在所述第二衬底的主表面上的、所述光电二极管能够接收从所述第二反射部输出的输出光的位置处。上述光接收装置还可以包括：第一聚光透镜，形成在输入到所述第一反射部的输入光的光路上的、所述第一衬底的背面或所述第二衬底的背面上；以及第二聚光透镜，形成在从所述第二反射部输出并输入到所述光电二极管的输出光的光路上的、所述第一衬底的背面或所述第二衬底的背面上。根据本专利技术的光接收装置的制造方法包括：第一步骤，在第一衬底的主表面上形成波导型的半导体光放大器，所述波导型的半导体光放大器在与所述主表面平行的方向上引导波；第二步骤，在第二衬底的主表面上形成平面型的光电二极管；以及第三步骤，将所述第一衬底的背面与所述第二衬底的背面彼此结合，由所述半导体光放大器的一端的端面形成第一反射部，所述一端的端面被形成为相对于所述第一衬底的主表面倾斜，使得输入到所述第一衬底的背面的输入光被输入，由所述半导体光放大器的另一端的端面形成第二反射部，所述另一端的端面被形成为相对于所述第一衬底的主表面倾斜，使得输出光朝所述第衬底的背面输出，并且在所述第二衬底的主表面上的、所述光电二极管能够接收从所述第二反射部输出的输出光的位置处形成所述光电二极管。上述光接收装置的制造方法还可以包括：第四步骤，在输入到所述第一反射部的输入光的光路上的、所述第一衬底的背面或所述第二衬底的背面上形成第一聚光透镜；以及第五步骤，在从所述第二反射部输出并输入到所述光电二极管的输出光的光路上的、所述第一衬底的背面或所述第二衬底的背面上形成第二聚光透镜。专利技术效果以上描述的本专利技术具有显著的效果，即，能够抑制包括光电二极管和半导体光放大器的光接收装置的制造成本的增加。附图说明图1是示出了根据本专利技术的第一实施例的光接收装置的结构的图。图2A是示出了根据本专利技术的第二实施例的光接收装置的结构的图。图2B是示出了根据本专利技术的第二实施例的光接收装置的另一结构的图。图2C是示出了根据本专利技术的第二实施例的光接收装置的另一结构的图。图2D是示出了根据本专利技术的第二实施例的光接收装置的另一结构的图。图3是示出了传统的光接收装置的结构的图。具体实施方式以下，将描述根据本专利技术的实施例的光接收装置。[第一实施例]首先，将参照图1来描述根据本专利技术的第一实施例的光接收装置。图1是示意性的截面图。光接收装置包括形成在第一衬底101的主表面101a上的半导体光放大器102。半导体光放大器102是公知的波导型的半导体光放大器，并且在与主表面101a平行的方向上引导光。半导体光放大器102例如包括：形成在由半绝缘的InP制成的第一衬底101上的n型InP层、由InGaAsP制成的作为增益介质的有源层、以及形成在有源层上的p型InP层。电极连接到第一衬底101和p型InP层中的每一个，使得电流可以注入到有源层中。半导体光放大器102在其一端包括第一反射部103，并且第一反射部103由半导体光放大器102的相对于第一衬底101的主表面101a倾斜的端面形成。第一反射部103使从第一衬底101的背面101b侧输入的输入光进入。半导体光放大器102在其另一端还包括第二反射部104，并且第二反射部104由半导体光放大器102的相对于第一衬底101的主表面101a倾斜的端面形成。由半导体光放大器102放大的输出光从第二反射部104输出到第一衬底101的背面101b侧。光接收装置还包括第二衬底本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光接收装置，包括：/n波导型的半导体光放大器，形成在第一衬底的主表面上，并且在与所述主表面平行的方向上引导波；/n第一反射部，由所述半导体光放大器的一端的端面形成，所述一端的端面被形成为相对于所述第一衬底的所述主表面倾斜，使得输入到所述第一衬底的背面的输入光被输入；/n第二反射部，由所述半导体光放大器的另一端的端面形成，所述另一端的端面被形成为相对于所述第一衬底的所述主表面倾斜，使得输出光朝所述第一衬底的背面输出；/n第二衬底，所述第二衬底的背面结合到所述第一衬底的背面；以及/n平面型的光电二极管，形成在所述第二衬底的主表面上的、所述光电二极管能够接收从所述第二反射部输出的输出光的位置处。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180608 JP 2018-1100451.一种光接收装置，包括：
波导型的半导体光放大器，形成在第一衬底的主表面上，并且在与所述主表面平行的方向上引导波；
第一反射部，由所述半导体光放大器的一端的端面形成，所述一端的端面被形成为相对于所述第一衬底的所述主表面倾斜，使得输入到所述第一衬底的背面的输入光被输入；
第二反射部，由所述半导体光放大器的另一端的端面形成，所述另一端的端面被形成为相对于所述第一衬底的所述主表面倾斜，使得输出光朝所述第一衬底的背面输出；
第二衬底，所述第二衬底的背面结合到所述第一衬底的背面；以及
平面型的光电二极管，形成在所述第二衬底的主表面上的、所述光电二极管能够接收从所述第二反射部输出的输出光的位置处。


2.根据权利要求1所述的光接收装置，还包括：
第一聚光透镜，形成在输入到所述第一反射部的输入光的光路上的、所述第一衬底的背面或所述第二衬底的背面上；以及
第二聚光透镜，形成在从所述第二反射部输出并输入到所述光电二极管的输出光的光路上的、所述第一衬底的背面或所述第二衬底的背面上。


3....

【专利技术属性】
技术研发人员：中岛史人，山田友辉，名田允洋，
申请(专利权)人：日本电信电话株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP