[發明專利]光接收裝置及其制造方法

在審

• 申請號: 201980037600.6
• 申請日: 2019-05-20
• 公開（公告）號: CN112236871A
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發明（設計）人: 中島史人;山田友輝;名田允洋
• 申請（專利權）人: 日本電信電話株式會社
• 主分類號: H01L31/0232
• 分類號: H01L31/0232
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 莊錦軍

本發明包括形成在第一襯底(101)的主表面(101a)上的半導體光放大器(102)。半導體光放大器(102)的一端的端面形成第一反射部(103)，所述一端的端面被形成為相對于第一襯底(101)的主表面(101a)傾斜。半導體光放大器(102)的另一端的端面形成第二反射部(104)，所述另一端的端面被形成為相對于第一襯底(101)的主表面(101a)傾斜。該光接收裝置還包括：第二襯底(105)，其背面(105b)結合到第一襯底(101)的背面(101b)；以及光電二極管(106)，形成在第二襯底(105)的主表面(105a)上。

技術領域

本發明涉及一種包括光電二極管和半導體光放大器的光接收裝置及其制造方法。

背景技術

近年來，隨著數據中心等的通信容量的增大，需要提高作為內嵌在接收器中的光電轉換元件的光電二極管(PD)的速度。作為提高速度的途徑，存在一種減小吸收層的厚度從而減少由光的接收生成的載流子的行進時間的技術。然而，因為吸收層的厚度減小，所以該技術導致光接收靈敏度的降低。這樣，在速度的增大與光接收靈敏度之間存在平衡關系。

如上所述，光電二極管自身很難同時實現高的速度和高的光接收靈敏度。然而，存在一種通過將光電二極管與半導體光放大器進行集成來在確保高速的同時提高光接收靈敏度的技術(參見非專利文獻1)。

根據該技術，在由InP制成的襯底的主表面上形成半導體光放大器和光電二極管。在該技術中，在InP襯底上，首先通過晶體生長來形成用于形成半導體光放大器的化合物半導體層，然后通過晶體生長來形成用于形成光電二極管的化合物半導體層。然后，將這些通過晶體生長形成的化合物半導體層圖案化為預定形狀，從而形成包括波導型的半導體光放大器和光電二極管的光接收裝置(參見非專利文獻1的圖1)。

通過該光接收裝置，如圖3所示，光從形成在襯底201上的半導體光放大器202的輸入端203進入，并且入射的光被半導體光放大器202放大并從出射端204射出。離開出射端204的放大后的光被光波導205引導并進入到光電二極管206。

與僅通過自身接收光的光電二極管不同，上述光接收裝置可以利用半導體光放大器的放大效果，因此，即使為了增大速度而減小光電二極管的吸收層的厚度，也可以保持整個光接收裝置的高的光接收靈敏度。根據非專利文獻1，當驅動電流為170mA時，半導體光放大器實現約8dB的光放大。

引用列表

非專利文獻

非專利文獻1：F.Xia et al.，″Monolithic Integration of a SemiconductorOptical Amplifier and a High Bandwidth p-i-n Photodiode Using AsymmetricTwin-Waveguide Technology″，IEEE Photonics Technology Letters，vol.15，no.3，pp.452-454，2003.

發明內容

技術問題

然而，上述技術存在制造成本高的問題。如上所述，通過晶體生長形成用于形成半導體光放大器的化合物半導體層，并且通過晶體生長形成用于形成光電二極管的化合物半導體層。然而，用于形成半導體光放大器的化合物半導體層和用于形成光電二極管的化合物半導體層在制造條件(例如，與晶體生長有關的條件)上顯著不同。因此，從成品率(例如，襯底表面的平坦性)的觀點出發，制造成本較高。

本發明是為了解決上述問題而做出的，本發明的目的是抑制包括光電二極管和半導體光放大器的光接收裝置的制造成本的增加。

用于解決問題的手段