光学半导体器件制造技术

为了提供具有优异长期可靠性的光学半导体器件，光学半导体器件包括：衬底；设置在衬底上的台面结构；与台面结构的两侧接触设置的半导体掩埋层；以及包含金的电极，其设置在半导体掩埋层上方。台面结构包括第一导电类型半导体层、多量子阱层和第二导电类型半导体层，它们从衬底侧以所述顺序堆叠。半导体掩埋层包括与台面结构的侧部接触设置的第一半绝缘体InP层、与第一半绝缘体InP层接触设置的第一抗扩散层、以及设置在第一抗扩散层上的第二半绝缘InP层。第一抗扩散层具有小于第一半绝缘体InP层的金扩散常数。层的金扩散常数。层的金扩散常数。

【技术实现步骤摘要】
光学半导体器件


[0001]本专利技术涉及光学半导体器件。

技术介绍

[0002]最近，随着移动终端、互联网和其他通信设备的普及，要求光收发器提供更高的速度和容量。在许多情况下，光学半导体器件被用作光学收发器的光源。光学半导体器件可以包括掩埋异质结构(BH结构)，其中包括多量子阱层的台面结构的两个侧表面被掩埋在半导体层中。这种半导体器件通常具有高可靠性、高的高速响应性和低寄生电容。在其中掩埋了台面结构的侧表面的半导体层由包括半绝缘半导体层和PN结的多个半导体层形成。在一些情况下，光源可以包括直接调制半导体激光器和电吸收调制器(EA调制器)，电吸收调制器被配置为调制从半导体激光器发射的连续光。
[0003]在某些情况下，EA调制器可以具有BH结构。例如，台面条纹结构的两侧可以被掩埋在掺钌的InP(磷化铟)层(例如掩埋层)中。台面条纹结构可以由n型InGaAsP下引导层、多量子阱(MQW)层、p型InGaAsP上引导层、p型InP包层和p型接触层形成。包含钛、铂和/或金的p型电极可以连接到p型接触层。在衬底(例如晶片)的背面上，形成包括氧化镓、镍、钛、铂和/或金的n型电极。通过在p型电极和n型电极之间施加电压，EA调制器吸收光以作为调制器工作。p型电极也可以通过插入钝化膜形成在掩埋层上。振荡器(例如，分布式反馈(DFB)激光器)也可以具有基本类似的结构。此外，一些制造工艺抑制了掩埋层的异常生长。
[0004]在一些情况下，可以在BH结构上形成包层和接触层，以形成平面BH(PBH)结构。在PBH结构中，掩埋层布置在台面形状的两侧，并且p
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InP包层布置于包括台面形状的顶部的整个掩埋层。此外，p型InGaAs接触层可以覆盖p
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InP包层。
[0005]在某些情况下，在光学半导体器件中，金被用作电极材料，其对于InP具有高扩散速率。当金扩散进行并到达有源层(例如，多量子阱层)时，光学半导体器件的特性和可靠性降低。在具有形成在InP衬底上的BH结构的光学半导体器件中，例如，通过用铁掺杂InP获得的半绝缘InP(SI
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InP)可以用作掩埋材料。在掩埋生长之后，掩埋层可以暴露在光半导体器件的表面上，除了台面结构的正上方，因此光半导体器件的最外表面可以是铁
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InP层。在一些情况下，p型电极具有从半导体层侧堆叠了钛、铂和/或金的结构。铂可以抑制金扩散到半导体层中，但是由于半导体层的表面形状的影响，很难完全防止金扩散。因此，包含在p型电极中的金可以通过由InP制成的掩埋层扩散到多量子阱层中。此外，在一些情况下，p型InGaAs接触层可以布置在上表面电极和p型InP包层之间。与InP相比，InGaAs层具有较小的金扩散系数，因此金扩散到p型InP包层中的可能性很小。然而，存在金扩散的可能性，因为InGaAs接触层形成得很薄(例如，由于制造差异)。当金扩散时，它可以通过p型InP包层和掩埋InP层从有源层的侧面扩散到有源层中。

技术实现思路

[0006]在一些实施方式中，光学半导体器件包括：衬底；设置在衬底上的台面结构；与台
面结构的两侧接触设置的半导体掩埋层；以及包含金的电极，其设置在半导体掩埋层上方。台面结构包括第一导电类型半导体层、多量子阱层和第二导电类型半导体层，它们从衬底侧以所述顺序堆叠。半导体掩埋层包括与台面结构的侧部接触设置的第一半绝缘体InP层、与第一半绝缘体InP层接触设置的第一抗扩散层、以及设置在第一抗扩散层上的第二半绝缘InP层。第一抗扩散层的金扩散常数小于第一半绝缘体InP层的金扩散常数。
[0007]在一些实施方式中，光学半导体器件提供优异的长期可靠性。
附图说明
[0008]图1是本文描述的示例光学半导体器件的俯视图。
[0009]图2是沿着图1所示的光学半导体器件的线A
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A截取的截面图。
[0010]图3A是沿着图1所示的光学半导体器件的线B
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B截取的截面图。
[0011]图3B是图3A的局部放大视图。
[0012]图4A是沿着图1所示的光学半导体器件的线C
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C截取的截面图。
[0013]图4B是图4A的局部放大视图。
[0014]图5是在第一修改示例中沿着图1所示的光学半导体器件的线B
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B截取的截面的放大图。
[0015]图6是在第二修改示例中沿着图1所示的光学半导体器件的线B
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B截取的截面的放大图。
[0016]图7是在第三修改示例中沿着图1所示的光学半导体器件的线B
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B截取的截面的放大图。
[0017]图8是本文描述的另一示例光学半导体器件的俯视图。
[0018]图9是沿着图8所示的光学半导体器件的线D
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D截取的截面图。
[0019]图10A是沿着图8所示的光学半导体器件的E
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E线截取的截面图。
[0020]图10B是图10A的局部放大视图。
[0021]图11是在第一修改示例中沿着图8所示的光学半导体器件的E
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E线截取的截面的放大图。
具体实施方式
[0022]下面参考附图具体描述一些实施方式。注意，在用于说明实施方式的所有附图中，相同的附图标记用于表示具有相同功能的构件，并且为了简单起见，省略了对其的描述。注意，以下提及的附图仅用于举例说明实施方式，并不一定按比例绘制。
[0023]图1是示例性光学半导体器件1的俯视图。光学半导体器件1可以是集成了调制器的半导体激光器，其中集成了半导体激光器10和电吸收调制器(EA调制器)11。虽然在此描述了集成的示例，但是实施方式可仅包括半导体激光器或仅包括EA调制器。光学半导体器件1可以是集成器件，其中半导体激光器10、波导12和EA调制器11彼此光学连接(例如，以所述顺序)。半导体激光器10可以被配置为发射连续光，并且波导12可以被配置为将从半导体激光器10发射的光传输到EA调制器11。EA调制器11可以包括吸收对应于半导体激光器10的振荡波长的光的多量子阱层。已经穿过波导12并且已经进入EA调制器11的连续光可以由EA调制器11在强度上进行调制，以被转换成例如可以是二元或四电平的调制光信号。调制的
光信号可以从EA调制器11从前端面13输出。可以在前端面13附近提供另一种结构，例如其中可以布置绝缘InP的窗口结构。在前端面13上，可以形成介电非反射膜(未示出)。此外，在后端面14上，可以形成电介质高反射膜(未示出)，所述后端面14可以是半导体激光器10的相对侧上的端面。此外，尽管稍后描述了细节，但是可以从半导体激光器10向EA调制器11提供台面结构，并且台面结构的两侧可以被掩埋在半导体掩埋层中以形成掩埋的半导体器件。
[0024]图2是沿线A
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A截取的横截面的示意图，其可以平行于光学半导体器件1的光轴。在用作基本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光学半导体器件，包括：衬底；设置在衬底上的台面结构；与台面结构的两侧接触设置的半导体掩埋层；和包含金的电极，其设置在半导体掩埋层上方，其中：台面结构包括从衬底侧按以下顺序堆叠的第一导电类型半导体层、多量子阱层和第二导电类型半导体层，所述半导体掩埋层包括与所述台面结构的侧部接触设置的第一半绝缘InP层、与所述第一半绝缘InP层接触设置的第一抗扩散层、以及设置在所述第一抗扩散层上的第二半绝缘InP层，并且第一抗扩散层的金扩散常数小于第一半绝缘体InP层的金扩散常数。2.根据权利要求1所述的光学半导体器件，其中：台面结构还包括在第二导电类型半导体层上方的接触层；第二半绝缘InP层包括倾斜表面部分，当远离台面结构移动时，该倾斜表面部分距衬底表面的高度变高；电极被布置成覆盖接触层和至少一部分倾斜表面部分；和其中电极与接触层接触。3.根据权利要求2所述的光学半导体器件，还包括在所述第二半绝缘InP层上的第二抗扩散层，其中：第二抗扩散层设置在电极的一部分和第二半绝缘InP层之间；和第二抗扩散层的金扩散常数小于第二半绝缘InP层的金扩散常数。4.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：中村厚，滝田隼人，浜田重刚，中岛良介，荒泽正敏，鹫野隆，
申请(专利权)人：朗美通日本株式会社，
类型：发明
国别省市：