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한가닥의 광섬유를 사용하여 송신 및 수신 광신호를 동시에 전송하는 양방향 광통신용 광소자 구조에 있어서, n형 InP 반도체 기판과; 상기 기판 위에 결정 성장 방법을 통해 성장시킨 반도체 레이저 활성 영역; 상기 반도체 레이저 활성 영역의 양옆에 형성되어 반도체 레이저의 전류차단층 역할을 하는 p형 InP층, n형 InP층, p형 InP층과; 상기 활성 영역 및 전류 차단층 영역을 포함한 InP층 반도체 표면 전체에 성장시킨 p형 InP층과 저항성 접촉층 역할을 하는 p형 InGaAs층과; 상기 p형 InGaAs 층 위 소정의 광검출기 영역에 형성시킨 도핑이 안된 InP층, 도핑이 안된 InGaAs층 및 n형 InP층과; 상기 반도체층들 위에 증착되어 패시베이션 역할을 하는 실리콘 질화막층과; 상기 광검출기의 n형 InP층과 p형 InGaAs층에 저항성 접촉을 이루는 금속을 사용하여 리프트-오프 방법으로 형성하는 n쪽 전극, 광검출기 및 반도체 레이저의 공통 p쪽 전극과; 상기 순서에 의해 웨이퍼 전면 공정 완료 후 웨이퍼 뒷면을 일정한 두께로 연마한 후 상기 n형 InP 기판과 저항성 접촉을 이루는 금속을 증착하여 형성하는 반도체 레이저의 n쪽 전극으로 구성된 것을 특징으로 하는 단일칩 집적된 양방향 광소자 구조
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n형 InP 반도체 기판, 기판 위에 결정 성장 방법을 통해 성장시킨 반도체 레이저 활성 영역, 상기 반도체 레이저 활성 영역의 양옆에 형성되어 반도체 레이저의 전류차단층 역할을 하는 p형 InP층, n형 InP층, p형 InP층, 상기 활성 영역 및 전류 차단층 영역을 포함한 InP층 반도체 표면 전체에 성장시킨 p형 InP층과 저항성 접촉층 역할을 하는 p형 InGaAs층, 상기 p형 InGaAs 층 위 소정의 광검출기 영역에 형성시킨 도핑이 안된 InP층, 도핑이 안된 InGaAs층 및 n형 InP층, 상기 반도체층들 위에 증착되어 패시베이션 역할을 하는 실리콘 질화막층, 상기 광검출기의 n형 InP층과 p형 InGaAs층에 저항성 접촉을 이루는 금속을 사용하여 리프트-오프 방법으로 형성하는 n쪽 전극, 광검출기 및 반도체 레이저의 공통 p쪽 전극, 상기 순서에 의해 웨이퍼 전면 공정 완료 후 웨이퍼 뒷면을 일정한 두께로 연마한 후 상기 n형 InP 기판과 저항성 접촉을 이루는 금속을 증착하여 형성하는 반도체 레이저의 n쪽 전극으로 이루어진 반도체 제조 공정에 있어서, 제 1 차 에피층 결정 성장의 제 1 과정과; 에피층 결정 성장 후 식각에 의한 활성 영역 정의를 하는 제 2 과정과; 식각에 의한 활성 영역 정의 후 제 2 차 에피층 결정 성장을 하는 제 3 과정과; 제 2 차 에피층 결정 성장 후 제 3 차 에피층 결정 성장을 하는 제 4 과정과; 제 3차 에피층 결정 성장 후 선택 식각에 의한 광검출기 영역을 정의하는 제 5 과정과; 선택 식각에 의한 광검출기 영역을 정의한 후 실리콘 질화막을 사용한 절연막 중착을 하는 제 6 과정과; 실리콘 질화막을 사용한 절연막 증착 후 금속 전극을 형성하는 제 7 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 단일칩 집적된 양방향 광소자 제조 방법
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제 2 항에 있어서, 상기 제 1 과정은 n형 기판 위에 MOCVD와 같은 에피층 결정 성장법에 의해 n형 InP 버퍼층, n형 InGaAsP 광도파로층, InGaAsP 활성층, 도핑이 안된 InGaAP 광도파로층, p형 InP층을 순차적으로 성장시키는 것을 특징으로 하는 단일칩 집적된 양방향 광소자 제조 방법
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제 3 항에 있어서, 상기 InGaAsP 활성층은 단순한 InGaAsP 단일층이나 다중양자우물 구조의 다층 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 단일칩 집적된 양방향 광소자 제조 방법
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제 2 항에 있어서, 상기 제 2 과정은 상기 제 1 차 에피층 결정 성장이 끝난 후 반도체 레이저의 활성 영역만을 정의하기 위해 식각용 마스크를 실리콘 질화막의 유전체 절연막을 사용하며 n형 InP층 또는 n형 InP 기판까지 식각하는 것을 특징으로 하는 단일칩 집적된 양방향 광소자 제조 방법
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제 2 항에 있어서, 상기 제 3 과정은 상기 식각 공정이 끝난 후 식각 마스크로 사용한 실리콘 질화막을 그대로 둔채 제 2 차 에피층 결정 성장을 MOCVD의 에피층 결정 성장법으로 수행하는 것을 특징으로 하는 단일칩 집적된 양방향 광소자 제조 방법
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제 6 항에 있어서, 상기 성장되는 에피층은 p형 InP층, n형 InP층 및 p형 InP층으로 실리콘 질화막이 없는 상기 식각 영역에만 성장하며, 반도체 레이저의 활성 영역으로만 전류가 흐르도록 유도하는 전류차단층 역할을 하는 것을 특징으로 하는 단일칩 집적된 양방향 광소자 제조 방법
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제 2 항에 있어서, 상기 제 4 과정은 상기 식각 및 제 2 차 에피층 결정 성장시 마스크로 사용한 실리콘 질화막을 식각에 의해 제거한 후 웨이퍼 전면에 p형 InP층, p형 InGaAs층, 도핑이 안된 InP층, 도핑이 안된 InGaAs층 및 n형 InP층을 차례로 성장시키는 것을 특징으로 하는 단일칩 집적된 양방향 광소자 제조 방법
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제 8 항에 있어서, 상기 성장된 에피층들은 번도체 레이저의 p쪽 클래드층인 p형 InP층과; 반도체 레이저 및 광검출기의 P쪽 저항성 금속 접촉면과 함께 하부 반도체 레이저와 상부 광검출기 사이의 전기적 광학적 간섭을 제거하는 분리층인 p형 InGaAs층과; 추후 식각에 의해 광검출기 영역을 정의할 때 선택 식각의 식각 스톱층 역할을 하는 도핑이 안된 InP층과; 광검출기의 광흡수층인 도핑이 안된 InGaAs층과; 광검출기의 n쪽 저항성 금속 접촉을 위한 층인 n형 InP층으로 이루어진 것을 특징으로 하는 단일칩 집적된 양방향 광소자 제조 방법
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제 2 항에 있어서, 상기 제 5 과정은 광검출기 영역을 정의하기 위해 InP층과 InGaAs층을 선택적으로 식각하는 용액을 사용하여 광검출기 영역만을 제외한 나머지 부분의 n형 InP층, 도핑이 안된 InGaAs층, 도핑이 안된 InP층을 순차적으로 습식 선택 식각하는 것을 특징으로 하는 단일칩 집적된 양방향 광소자 제조 방법
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제 2 항에 있어서, 상기 제 6 과정은 실리콘 질화막을 PECVD 증착 방법을 사용하여 웨이퍼 전면에 증착한 후 광검출기의 광흡수창 부분과 n형 InP층, p형 InGaAs층의 저항성 접촉을 형성할 소정의 영역을 정의하여 식각하는 것을 특징으로 하는 단일칩 집적된 양방향 광소자 제조 방법
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제 2 항에 있어서, 상기 제 7 과정은 광검출기 n쪽 전극과 광검출기 및 반도체 레이저의 공통 p쪽 전극을 각각 n형 InP층, p형 InGaAs층에 저항성 접촉을 이루는 금속을 사용하여 리프트-오프 방법으로 형성하고 급속 열처리 장치를 사용하여 열처리하는 제 1 단계와; 제 1 단계 수행 후 웨이퍼의 뒷면을 일정 두께로 연마하고 n형 InP층 기판과 저항성 접촉을 이루는 금속을 증착하여 반도체 레이저 n쪽 전극을 형성한 후 RTA 장치를 사용해 열처리하는 제 2 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 단일칩 집적된 양방향 광소자 제조 방법
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