半导体光元件及其制造方法技术

本公开提供一种半导体光元件及其制造方法。所述半导体光元件具备：衬底，其包含硅且在当俯视时各自不同的区域具有平台、导波路以及衍射光栅；以及半导体元件，其接合于所述衍射光栅以及所述平台之上，所述半导体元件与所述衬底的上表面接触，由III

【技术实现步骤摘要】
半导体光元件及其制造方法


[0001]本公开涉及半导体光元件及其制造方法。

技术介绍

[0002]已知有将由化合物半导体形成且具有光学增益的半导体元件接合于形成导波路的SOI(Silicon On Insulator，绝缘体上硅芯片)衬底(硅光子)等衬底的技术(例如非专利文献1)。
[0003]现有技术文献
[0004]非专利文献
[0005]非专利文献1：Amin Abbasi et al.“43Gb/s NRZ
‑
OOK Direct Modulation of aHeterogeneously Integrated InP/Si DFB Laser”JOURNAL OF LIGHTWAVE TECHNOLOGY，VOL.35，NO.6.MARCH 15，2017

技术实现思路

[0006]专利技术所要解决的问题
[0007]通过在衬底上形成导波路以及衍射光栅等，将具有光学增益的半导体元件接合于衍射光栅之上，从而形成分布反馈型(DFB：Distributed Feedback)激光元件。
[0008]若在衬底与半导体元件之间设置树脂等中间层，则热阻上升。伴随着动作而温度容易上升，特性劣化。另一方面，若不设置中间层而将衬底与半导体元件直接接合，则由于在衬底设置有槽，因此衬底与半导体元件的接触面积变小，接合强度降低。另外，由于衬底的槽被空气充满，因此热阻变高。因此，本公开的目的在于提供一种能够降低热阻并且提高接合强度的半导体光元件及其制造方法。
[0009]用于解决问题的方法
[0010]本公开所涉及的半导体光元件具备：衬底，其包含硅且在当俯视时各自不同的区域具有平台、导波路以及衍射光栅；以及半导体元件，其接合于所述衍射光栅以及所述平台之上，所述半导体元件与所述衬底的上表面接触，由III
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V族化合物半导体形成，并具有光学增益，所述导波路在所述导波路的延伸方向上与所述衍射光栅光耦合，所述平台在与所述导波路的延伸方向交叉的方向上位于所述导波路以及所述衍射光栅的两侧，所述衬底在所述平台与所述导波路之间具有槽，所述衍射光栅在与所述导波路的延伸方向交叉的方向上与所述平台连续。
[0011]本公开涉及的半导体光元件的制造方法具备：准备包含硅且在当俯视时各自不同的区域形成有平台、导波路以及衍射光栅的衬底的准备工序；以及将由III
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V族化合物半导体形成且具有光学增益的半导体元件接合于所述衬底中的所述衍射光栅以及所述平台之上的接合工序，在所述接合工序中，所述半导体元件与所述衬底的上表面接触，所述导波路在所述导波路的延伸方向上与所述衍射光栅光耦合，所述平台在与所述导波路的延伸方向交叉的方向上位于所述导波路以及所述衍射光栅的两侧，所述衬底在所述平台与所述导波
路之间具有槽，所述衍射光栅在与所述导波路的延伸方向交叉的方向上与所述平台连续。
[0012]专利技术效果
[0013]根据本公开，能够实现热阻的降低以及接合强度的提高。
附图说明
[0014]图1A是对实施方式所涉及的半导体光元件进行示例的俯视图。
[0015]图1B是沿图1A的线A
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A的剖视图。
[0016]图1C是沿图1A的线B
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B的剖视图。
[0017]图1D是沿图1A的线C
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C的剖视图。
[0018]图1E是沿图1A的线D
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D的剖视图。
[0019]图2是对衬底进行示例的俯视图。
[0020]图3A是对光的强度进行示例的图。
[0021]图3B是对光的强度进行示例的图。
[0022]图4A是对光的强度进行示例的图。
[0023]图4B是对光的强度进行示例的图。
[0024]图5是对半导体元件的制造方法进行示例的剖视图。
[0025]图6A是对半导体光元件的制造方法进行示例的俯视图。
[0026]图6B是沿图6A的线A
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A的剖视图。
[0027]图6C是沿图6A的线B
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B的剖视图。
[0028]图6D是沿图6A的线C
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C的剖视图。
[0029]图6E是沿图6A的线D
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D的剖视图。
[0030]图7A是对半导体光元件的制造方法进行示例的俯视图。
[0031]图7B是沿图7A的线A
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A的剖视图。
[0032]图7C是沿图7A的线B
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B的剖视图。
[0033]图7D是沿图7A的线C
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C的剖视图。
[0034]图7E是沿图7A的线D
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D的剖视图。
[0035]图8A是对半导体光元件的制造方法进行示例的俯视图。
[0036]图8B是沿图8A的线A
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A的剖视图。
[0037]图8C是沿图8A的线B
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B的剖视图。
[0038]图8D是沿图8A的线C
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C的剖视图。
[0039]图8E是沿图8A的线D
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D的剖视图。
[0040]图9A是对半导体光元件的制造方法进行示例的俯视图。
[0041]图9B是沿图9A的线A
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A的剖视图。
[0042]图9C是沿图9A的线B
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B的剖视图。
[0043]图9D是沿图9A的线C
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C的剖视图。
[0044]图9E是沿图9A的线D
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D的剖视图。
[0045]图10A是对比较例所涉及的半导体光学元件进行示例的俯视图。
[0046]图10B是沿图10A的线A
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A的剖视图。
[0047]图10C是沿图10A的线B
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B的剖视图。
[0048]图10D是沿图10A的线C
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C的剖视图。
[0049]图10E是沿图10A的线D
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D的剖视图。
[0050]图11是对衬底进行示例的俯视图。
[0051]附图标记说明
[0052]10、10R、12、50：衬底；14：SiO2层；16：Si层；20：导波路；21、39、43：锥部；22：槽；24：平台；24a：突出部；26：衍射光栅；26a：凹部；26b：凸部；30：半导体元件；32、35；包覆层；34：有源层；36：接触层；37、38：电极；40、42、44：台面；46：绝缘膜；100、100R：半导体光元件。
具体实施方式
[0053][本公开的实施方式的说明][0054]首先，罗列本公开的实施方式的内容来进行说明。
[0055]本公开的一个方式为，(1)半导体光元件具备：衬底，其包含硅且在当俯视时各自不本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体光元件，其特征在于，所述半导体光元件具备：衬底，其包含硅且在当俯视时各自不同的区域具有平台、导波路以及衍射光栅；以及半导体元件，其接合于所述衍射光栅以及所述平台之上，所述半导体元件与所述衬底的上表面接触，由III
‑
V族化合物半导体形成，并具有光学增益，所述导波路在所述导波路的延伸方向上与所述衍射光栅光耦合，所述平台在与所述导波路的延伸方向交叉的方向上位于所述导波路以及所述衍射光栅的两侧，所述衬底在所述平台与所述导波路之间具有槽，所述衍射光栅在与所述导波路的延伸方向交叉的方向上与所述平台连续。2.根据权利要求1所述的半导体光元件，其特征在于，所述衬底具有硅层，所述平台、所述导波路以及所述衍射光栅设置于所述硅层，所述衍射光栅包含沿所述导波路的延伸方向周期性地配置于所述硅层的凹部和凸部，所述平台的上表面与所述衍射光栅的凸部的上表面形成平面。3.根据权利要求1或2所述的半导体光元件，其特征在于，所述半导体元件具有从所述衬底侧起依次层叠的第一包覆层、有源层以及第二包覆层，并且在所述衍射光栅之上具有从所述衬底侧向与所述衬底相反的一侧突出的第一台面，所述第一台面包含第二包覆层。4.根据权利要求3所述的半导体光元件，其特征在于，所述衍射光栅在与所述导波路的延伸方向交叉的方向上的宽度比所述第一台面的宽度大。5.根据权利要求3或4所述的半导体光元件，其特征在于，所述半导体元件在所述衬底的所述平台之上...

【专利技术属性】
技术研发人员：平谷拓生，
申请(专利权)人：住友电气工业株式会社，
类型：发明
国别省市：