[發明專利]光學半導體器件以及光學半導體器件的制造方法

有效

• 申請號: 201310043724.X
• 申請日: 2013-02-04
• 公開（公告）號: CN103247936A
• 公開（公告）日: 2013-08-14
• 發明（設計）人: 植竹理人;高林和雅
• 申請（專利權）人: 富士通株式會社
• 主分類號: H01S5/223
• 分類號: H01S5/223;H01S5/227;G02B6/122;G02B6/13
• 代理公司: 隆天國際知識產權代理有限公司 72003
• 代理人: 張浴月;陳昌柏

1.一種光學半導體器件，包括：

波導單元，形成在具有（100）平面的半導體襯底上并且包括用來傳播光的芯層；

光斑尺寸轉換單元，形成在該半導體襯底上，通過光學方式連接到該波導單元，并且轉換傳播光的直徑；以及

一對階梯部，形成在該半導體襯底上并且在夾設該光斑尺寸轉換單元的同時彼此相對，

其中，將該光斑尺寸轉換單元夾設在該對階梯部中的同時彼此相對的相對單元之間的間隔是變化的，而且所述相對單元中每一個均包括取向相對于[011]方向朝向[0-11]方向傾斜的部分，以及

該光斑尺寸轉換單元上端的位置高于該波導單元上端的位置。

2.根據權利要求1所述的光學半導體器件，其中，該對階梯部的間隔重復放大和減小。

3.根據權利要求1所述的光學半導體器件，其中，比該光斑尺寸轉換單元中的該波導單元的上端更高的部分具有與相對單元中取向相對于[011]方向朝向[0-11]方向傾斜的部分相對應的形狀。

4.根據權利要求1所述的光學半導體器件，其中，該對階梯部中的相對單元包括以30°到85°從[011]方向朝向[0-11]方向傾斜的部分。

5.根據權利要求4所述的光學半導體器件，其中，該對階梯部中的相對單元包括以40°到50°從[011]方向朝向[0-11]方向傾斜的部分。

6.根據權利要求4所述的光學半導體器件，其中，該對階梯部中的相對單元包括以45°從[011]方向朝向[0-11]方向傾斜的部分。

7.根據權利要求1所述的光學半導體器件，其中，該光斑尺寸轉換單元包括延伸自該芯層的第二芯層。

8.根據權利要求7所述的光學半導體器件，其中，該波導單元側的第二芯層的端部寬度比該波導單元相對側的端部寬度寬。

9.根據權利要求7所述的光學半導體器件，其中，在該光斑尺寸轉換單元中，該第二芯層從該波導單元側延伸到與該光斑尺寸轉換單元的該波導單元側相對的方向上的端部。

10.根據權利要求1所述的光學半導體器件，其中，該對階梯部中相對單元之間的最短距離是20μm或更小。

11.根據權利要求1所述的光學半導體器件，其中，該芯層的延伸取向包括[011]方向成分和[0-11]方向成分。

12.一種光學半導體器件的制造方法，包括：

在具有（100）平面的半導體襯底上形成臺面單元和一對階梯部，該臺面單元包括在一個方向上延伸的形狀，該對階梯部夾設沿著該臺面單元的縱長方向從該臺面單元朝向與該臺面單元相對的方向延伸的區域，該臺面單元和該對階梯部形成為使得將該區域夾設在該對階梯部中的同時彼此相對的相對單元包括取向相對于[011]方向沿[0-11]方向傾斜的部分；以及

在該對階梯部之間的區域中形成第一半導體層，并形成用來在該臺面單元至少一部分的兩側掩埋該臺面單元的第二半導體層，該第一半導體層上端的位置高于該臺面單元上端的位置。

13.根據權利要求12所述的光學半導體器件的制造方法，其中，在形成該臺面單元和該對階梯部的過程中，將該對階梯部形成為使得該相對單元之間的間隔是變化的。

14.根據權利要求12所述的光學半導體器件的制造方法，其中，在形成該臺面單元和該對階梯部的過程中，在待形成該臺面單元和該對階梯部的部分上形成掩模，并通過使用該掩模形成該臺面單元和該對階梯部，使得該臺面單元在該區域中延伸，以及

還包括：在該臺面單元和該對階部的形成與該第一半導體層和該第二半導體層的形成之間，移除該區域中延伸的該臺面單元的部分上的掩模。

15.根據權利要求14所述的光學半導體器件的制造方法，還包括：在該臺面單元和該對階梯部的形成與該第一半導體層和該第二半導體層的形成之間，移除除了在該對階梯部中該相對單元側的預定范圍之外的掩模。

16.根據權利要求12所述的光學半導體器件的制造方法，其中，在形成該第一半導體層和該第二半導體層的過程中，通過使用含氯氣體形成該第一半導體層和該第二半導體層。