專利名稱：半導(dǎo)體光發(fā)射與探測(cè)耦合組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種半導(dǎo)體的光發(fā)射與探測(cè)耦合組件，特別涉及一種具有垂直集成與光路自對(duì)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體光發(fā)射與探測(cè)耦合組件。
現(xiàn)有半導(dǎo)體的光發(fā)射與探測(cè)耦合組件都是由半導(dǎo)體發(fā)光與光敏器件的分立小芯片組裝成的，它們的工藝復(fù)雜、成本昂貴，可靠性與靈敏度等性能均難達(dá)到理想的水平。但在另一方面，現(xiàn)有用分子束外延以及金屬有機(jī)物低壓汽相淀積等多薄層晶體生長(zhǎng)工藝制造的半導(dǎo)體發(fā)光與光探測(cè)器件尚未形成單片的集成組件。
本實(shí)用新型的目的是為克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，利用現(xiàn)有多薄層晶體生長(zhǎng)工藝設(shè)計(jì)一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的單片集成半導(dǎo)體的發(fā)光與探測(cè)耦合組件。
實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型目的所采取的技術(shù)措施為本實(shí)用新型半導(dǎo)體光發(fā)射與探測(cè)耦合組件是由多薄層晶體生長(zhǎng)的半導(dǎo)體發(fā)光與探測(cè)器件以及透明絕緣晶體薄層組成，其中的透明絕緣晶體簿層是生長(zhǎng)在其中的一種器件表面之上，其中的另一種器件則是生長(zhǎng)在該透明絕緣晶體簿層上，并使其中半導(dǎo)體發(fā)光器件的發(fā)光面與半導(dǎo)體光探測(cè)器件的探光面僅以該透明絕緣晶體薄層作電隔離緊相對(duì)準(zhǔn)。
這種利用多薄層晶體生長(zhǎng)工藝制造的、具有垂直集成與光路自對(duì)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體光發(fā)射與探測(cè)耦合組件，可以簡(jiǎn)化生產(chǎn)與裝配步驟、降低成本，更能顯著地提高產(chǎn)品的可靠性與靈敏度。
以下結(jié)合附圖
與實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述。
附圖為本實(shí)用新型一項(xiàng)實(shí)施例用化合物半導(dǎo)體多薄層晶體生長(zhǎng)技術(shù)(分子束外延技術(shù))實(shí)現(xiàn)的光發(fā)射與探測(cè)耦合組件的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
從附圖所示本實(shí)用新型一項(xiàng)實(shí)施例半導(dǎo)體光發(fā)射與探測(cè)耦合組件的剖面示意結(jié)構(gòu)可見，耦合組件中的光探測(cè)器件是一個(gè)多薄層生長(zhǎng)的GaAs／AlGaAsn－i－p量子阱光探測(cè)器件(1)，位于耦合組件的下部。未摻雜AlGaAs層作為透明絕緣晶體薄層(2)，生長(zhǎng)在量子阱光探測(cè)器件(1)的探光面上。一個(gè)多薄層生長(zhǎng)的GaAs／AlGaAsp－n量子阱發(fā)光器(3)位于耦合組件的上方，它的發(fā)光面朝下，生長(zhǎng)在未摻雜AlGaAs(2)上。
GaAs／AlGaAsn－i－p量子阱光探測(cè)器件(1)是在n＋型GaAs襯底(4)上依次向上生長(zhǎng)0.5微米n型GaAs緩沖層(5)、0.5微米n型Al0.3Ga0.7As限定層(6)、包含由33對(duì)未摻雜15毫微米GaAs阱與15毫微米Al0.3Ga0.7As勢(shì)壘組成的吸收層(7)、0.2微米P型Al0.3Ga0.7As限定層(8)以及50毫微米P＋型GaAs歐姆接觸層(9)組成。在n＋型GaAs襯底(4)的底面有AuGe／Ni／Au的金屬電極(10)，在P＋型GaAs歐姆接觸層(9)邊緣淀積有相距一定間隔的兩個(gè)氮化硅鈍化膜邊框(11)，兩個(gè)氮化硅膜邊框之間的P＋型GaAs(9)表面上有CrAu／Au金屬電極(12)，在氮化硅膜邊框(11)內(nèi)的P＋型GaAs(9)表面上生長(zhǎng)2微米未摻雜Al0.3Ga0.7As透明絕緣薄層(2)。
GaAs／AlGaAsp－n量子阱發(fā)光器(3)是在未摻雜Al0.3Ga0.7As透明絕緣層(2)上依次向上生長(zhǎng)0.1微米p＋型GaAs歐姆接觸層(13)、0.5微米P型Al0.3Ga0.7As限定層(14)、包含由5對(duì)未摻雜10毫微米GaAs阱與10毫微米Al0.3Ga0.7As勢(shì)壘組成的有源層(15)，1微米n型Al0.3Ga0.7As限定層(16)、10對(duì)n型AlAs／GaAs組成的中心波長(zhǎng)880毫微米的布拉格(Bragg)反射器(17)以及0.2微米n＋型GaAs歐姆接觸層(18)組成。在p＋型GaAs歐姆接觸層(13)邊緣淀積有相距一定間隔的兩個(gè)氮化硅鈍化膜邊框(19)，兩個(gè)氮化硅膜邊框(19)之間的P＋型GaAs(13)表面有CrAu／Au金屬電極(20)，p型Al0.3Ga0.7As限定層(14)生長(zhǎng)在氮化硅膜邊框(19)之內(nèi)的p＋型GaAs層(13)上。在n＋型GaAs歐姆接觸層(18)上有AuGe／Ni／Au的金屬電極(21)。
權(quán)利要求1.一種半導(dǎo)體光發(fā)射與探測(cè)耦合組件，其特征在于，它由多薄層晶體生長(zhǎng)的半導(dǎo)體發(fā)光與探測(cè)器件以及透明絕緣晶體薄層組成，所述透明絕緣晶體薄層是生長(zhǎng)在所述的一種器件表面之上，所述的另一種器件則是生長(zhǎng)在所述透明絕緣晶體薄層上，并且所述半導(dǎo)體發(fā)光器件的發(fā)光面與所述半導(dǎo)體光探測(cè)器件的探光面僅以所述透明絕緣晶體薄層作電隔離緊相對(duì)準(zhǔn)。
2.按照權(quán)利要求1所述半導(dǎo)體光發(fā)射與探測(cè)耦合組件，其特征為，所述半導(dǎo)體光探測(cè)器件是位于所述耦合組件下方的一個(gè)多薄層生長(zhǎng)的GaAs／AlGaAsn－i－p量子阱光探測(cè)器件，所述半導(dǎo)體發(fā)光器件是位于所述耦合組件上方的一個(gè)多薄層生長(zhǎng)的GaAs／AlGaAsp－n量子阱發(fā)光器件，在所述半導(dǎo)體發(fā)光器的發(fā)光面與所述半導(dǎo)體光探測(cè)器件的探光面之間作電隔離的所述透明絕緣晶體簿層是一層未摻雜的AlGaAs層。
3.按照權(quán)利要求2所述半導(dǎo)體光發(fā)射與探測(cè)耦合組件，其特征為，所述多薄層生長(zhǎng)的GaAs／AlGaAsn－i－p量子阱光探測(cè)器件是由在n＋型GaAs襯底上依次向上生長(zhǎng)的n型GaAs緩沖層、n型AlGaAs限定層、由多對(duì)未摻雜GaAs阱與AlGaAs勢(shì)壘組成的吸收層、p型AlGaAs限定層以及p＋型GaAs歐姆接觸層組成，并且在所述n＋型GaAs襯底的底面有AuGe／Ni／Au的金屬電極，在所述p＋型GaAs歐姆接觸層的邊緣淀積有相距一定間隔的兩個(gè)氮化硅鈍化膜邊框，在所述兩個(gè)氮化硅膜邊框之間的所述p＋型GaAs歐姆接觸層表面有CrAu／Au金屬電極，在所述氮化硅膜邊框內(nèi)的所述p＋型GaAs歐姆接觸層面上生長(zhǎng)所述未摻雜AlGaAs透明絕緣薄層。
4.按照權(quán)利要求2所述半導(dǎo)體光發(fā)射與探測(cè)耦合組件，其特征為，所述多薄層生長(zhǎng)的GaAs／AlGaAsp－n量子阱發(fā)光器件是由在所述未摻雜AlGaAs透明絕緣層上依次向上生長(zhǎng)的p＋型GaAs歐姆接觸層、p型AlGaAs限定層、由多對(duì)未摻雜GaAs阱與AlGaAs勢(shì)壘組成的有源層、n型AlGaAs限定層、由多對(duì)n型AlAs／GaAs組成的反射器以及n＋型GaAs歐姆接觸層組成，并且在所述p＋型GaAs歐姆接觸層邊緣淀積有相距一定間隔的兩個(gè)氮化硅鈍化膜邊框，在所述兩個(gè)氮化硅膜邊框之間的所述p＋型GaAs歐姆接觸層表面有CrAu／Au金屬電極，所述p型AlGaAs限定層是生長(zhǎng)在所述氮化硅膜邊框之內(nèi)的所述p＋型GaAs歐姆接觸層上，在所述n＋型GaAs歐姆接觸層上有AuGe／Ni／Au的金屬電極。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種用多薄層晶體生長(zhǎng)工藝制造的，具有垂直集成與光路自對(duì)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體光發(fā)射與探測(cè)耦合組件。它由半導(dǎo)體光探測(cè)器件，透明絕緣晶體薄層以及半導(dǎo)體光發(fā)射器件疊加構(gòu)成。它能簡(jiǎn)化工藝，降低成本，并有提高可靠性與靈敏度等積極效果。
文檔編號(hào)H01L27/14GK2184257SQ94203808
公開日1994年11月30日 申請(qǐng)日期1994年2月21日 優(yōu)先權(quán)日1994年2月21日
發(fā)明者夏永偉, 滕學(xué)公, 李國(guó)花, 樊志軍 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體研究所