半導(dǎo)體裝置的制造方法、半導(dǎo)體裝置及其制造系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及例如用于光纖通信光源的半導(dǎo)體裝置的制造方法、利用該制造方法制造出的半導(dǎo)體裝置、及該半導(dǎo)體裝置的制造系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在專利文獻(xiàn)I中公開有具有活性層的激光部、和具有光吸收層的光調(diào)制器部形成在單片(monolithic)上的半導(dǎo)體裝置。該半導(dǎo)體裝置例如是先形成光調(diào)制器部的光波導(dǎo)路，然后通過(guò)對(duì)接法形成激光部的光波導(dǎo)路而制造出的。
[0003]專利文獻(xiàn)1:日本特開2001 - 91913號(hào)公報(bào)
[0004]為了得到良好的電流-光輸出特性和高頻特性，光調(diào)制器部的光致發(fā)光波長(zhǎng)與激光部的振蕩波長(zhǎng)的差值優(yōu)選設(shè)為預(yù)先設(shè)定的值。理想的差值是考慮各種特性而設(shè)定的。
[0005]如專利文獻(xiàn)I公開所示，在形成激光部之前形成光調(diào)制器部，從而能夠在平坦的面上形成光調(diào)制器部。因此，具有將光吸收層的組成均一化，并使光調(diào)制器部的光致發(fā)光波長(zhǎng)穩(wěn)定化的效果。然而，有時(shí)相對(duì)于理想的差值只容許例如±2nm的波動(dòng)。這種情況下，僅通過(guò)專利文獻(xiàn)I中公開的方法，差值的波動(dòng)減小不充分。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明就是為了解決上述課題而提出的，其目的在于提供一種能夠充分減小差值的波動(dòng)的半導(dǎo)體裝置的制造方法、半導(dǎo)體裝置、以及半導(dǎo)體裝置的制造系統(tǒng)。
[0007]本申請(qǐng)的發(fā)明所涉及的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于，具有:第一工序，在該工序中，在襯底上形成下部光限制層、該下部光限制層上方的光吸收層、以及該光吸收層上方的上部光限制層，去除該下部光限制層、該光吸收層以及該上部光限制層的一部分，從而形成光調(diào)制器部；第二工序，在該工序中，在該襯底的沒有形成該光調(diào)制器部的部分，形成具有衍射光柵的激光部；形成擴(kuò)散抑制層的工序，在該工序中，在該上部光限制層的上方形成抑制摻雜物擴(kuò)散的擴(kuò)散抑制層；以及第三工序，在該工序中，在該激光部和該擴(kuò)散抑制層的上方形成接觸層，使該接觸層的摻雜物的種類與該上部光限制層的摻雜物的種類一致。
[0008]本申請(qǐng)的發(fā)明所涉及的其他的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于，具有:第一工序，在該工序中，在晶片上形成下部光限制層、該下部光限制層上方的光吸收層、以及該光吸收層上方的上部光限制層，去除該下部光限制層、該光吸收層以及該上部光限制層的一部分，從而形成多個(gè)光調(diào)制器部；評(píng)價(jià)工序，在該工序中，評(píng)價(jià)該多個(gè)光調(diào)制器部各自的光致發(fā)光波長(zhǎng)；第二工序，在該工序中，在該晶片上以具有衍射光柵的激光部分別與該多個(gè)光調(diào)制器部連接的方式形成多個(gè)激光部；以及第三工序，在該工序中，在該多個(gè)光調(diào)制器部和該多個(gè)激光部的上方形成接觸層，在該第二工序中，以使在該評(píng)價(jià)工序中得到的光致發(fā)光波長(zhǎng)和該激光部的振蕩波長(zhǎng)的差值成為預(yù)先設(shè)定的值的方式，形成該多個(gè)激光部各自的該衍射光柵。
[0009]本申請(qǐng)的發(fā)明所涉及的半導(dǎo)體裝置，其特征在于，具有:襯底；光調(diào)制器部，其具有在該襯底的上方形成的下部光限制層、在該下部光限制層的上方形成的光吸收層、以及在該光吸收層的上方形成的上部光限制層；擴(kuò)散抑制層，其在該上部光限制層的上方形成，抑制摻雜物的擴(kuò)散；激光部，其在該襯底的上方以與該光調(diào)制器部接觸的方式形成；以及接觸層，其形成在該激光部和該擴(kuò)散抑制層的上方，該光吸收層具有整體均一的組成，使該接觸層的摻雜物與該上部光限制層的摻雜物的種類一致。
[0010]本申請(qǐng)的發(fā)明所涉及的半導(dǎo)體裝置的制造系統(tǒng)，其特征在于，具有:PL評(píng)價(jià)裝置，其評(píng)價(jià)在晶片上形成的多個(gè)光調(diào)制器部各自的光致發(fā)光波長(zhǎng)；電子束光刻裝置，其形成與多個(gè)光調(diào)制器部各自接觸地設(shè)置的激光部的衍射光柵；以及運(yùn)算部，其從該P(yáng)L評(píng)價(jià)裝置接受該光致發(fā)光波長(zhǎng)的信息，運(yùn)算用于使該光致發(fā)光波長(zhǎng)與該激光部的振蕩波長(zhǎng)的差值成為預(yù)先設(shè)定的值的該衍射光柵的密度，并將該運(yùn)算的結(jié)果發(fā)送至該電子束光刻裝置。
[0011]發(fā)明的效果
[0012]根據(jù)本發(fā)明，能夠通過(guò)抑制摻雜物向光吸收層的擴(kuò)散，或優(yōu)化衍射光柵的密度，從而減小差值的波動(dòng)。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1是實(shí)施方式I所涉及的半導(dǎo)體裝置的剖視圖。
[0014]圖2是第一工序后的半導(dǎo)體裝置的剖視圖。
[0015]圖3是第二工序后的半導(dǎo)體裝置的剖視圖。
[0016]圖4是表示實(shí)施方式2所涉及的半導(dǎo)體裝置的制造系統(tǒng)的圖。
[0017]符號(hào)的說(shuō)明
[0018]10半導(dǎo)體裝置，12襯底，14激光部，16η型包覆層，18活性層，20ρ型包覆層，22衍射光柵，24埋入層，32、36光限制層，34光吸收層，38擴(kuò)散抑制層，40接觸層，42絕緣膜，100半導(dǎo)體裝置的制造系統(tǒng)，102PL評(píng)價(jià)裝置，120運(yùn)算部，130電子束光刻裝置
【具體實(shí)施方式】
[0019]參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的半導(dǎo)體裝置的制造方法、半導(dǎo)體裝置、半導(dǎo)體裝置的制造系統(tǒng)進(jìn)行說(shuō)明。對(duì)相同或?qū)?yīng)的結(jié)構(gòu)要素標(biāo)注相同的標(biāo)號(hào)，有時(shí)省略重復(fù)說(shuō)明。
[0020]實(shí)施方式1.
[0021]圖1是本發(fā)明的實(shí)施方式I所涉及的半導(dǎo)體裝置10的剖視圖。半導(dǎo)體裝置10具有例如由η型InP形成的襯底12。在襯底12的上方形成有激光部14。對(duì)激光部14進(jìn)行說(shuō)明。激光部14具有在襯底12的上方形成的η型包覆層16。在η型包覆層16的上方，由例如將InGaAsP作為材料的MQW(Multi Quantum Well)形成有活性層18。在活性層18的上方形成有P型包覆層20。在P型包覆層20形成有衍射光柵22。在P型包覆層20的上方形成有P型埋入層24。
[0022]在襯底12的上方，形成有與激光部14接觸的光調(diào)制器部30。對(duì)光調(diào)制器部30進(jìn)行說(shuō)明。光調(diào)制器部30具有在襯底12的上方形成的下部光限制層32。在下部光限制層32中例如摻雜有S。在下部光限制層32的上方形成有光吸收層34。光吸收層34具有整體均一的組成。光吸收層34由例如將InGaAsP作為材料的MQW形成。在光吸收層34中沒有進(jìn)行摻雜物的摻雜。在光吸收層34的上方形成有上部光限制層36。在上部光限制層36中摻雜有Be。
[0023]在上部光限制層36的上方形成有擴(kuò)散抑制層38。擴(kuò)散抑制層38例如由i型InP形成。在激光部14和擴(kuò)散抑制層38的上方形成有接觸層40。在接觸層40中摻雜有Be。因此，接觸層40的摻雜物(Be)與上部光限制層36的摻雜物(Be)的種類一致。
[0024]在接觸層40的上方，形成有絕緣膜42。在絕緣膜42的上方，形成有作為激光部14的P側(cè)電極使用的第一 P側(cè)電極44、以及作為光調(diào)制器部30的P側(cè)電極使用的第二 P側(cè)電極46。在襯底12的背面，形成有共通η側(cè)電極48。
[0025]半導(dǎo)體裝置10是激光部14和光調(diào)制器部30形成在單片上的裝置。并且，通過(guò)利用RF (Rad1 Frequency)驅(qū)動(dòng)的光調(diào)制器部30的光吸收層34對(duì)CW (Continuous Wave)驅(qū)動(dòng)的激光部14的輸出光進(jìn)行吸收，從而實(shí)現(xiàn)高速響應(yīng)、大容量傳送以及長(zhǎng)距離通信。
[0026]對(duì)半導(dǎo)體裝置10的制造方法進(jìn)行說(shuō)明。首先形成光調(diào)制器部30。將形成光調(diào)制器部30的工序稱為第一工序。在第一工序中，首先，在襯底12的整個(gè)面上，通過(guò)外延生長(zhǎng)法形成下部光限制層32、下部光限制層32上方的光吸收層34、以及光吸收層34上方的上部光限制層36。之后，形成掩膜，通過(guò)干蝕刻或者濕蝕刻去除下部光限制層32、光吸收層34以及上部光限制層36的一部分。由此，形成圖2所示的下部光限制層32、光吸收層34、以及上部光限制層36。在上部光限制層36中摻雜Be。之后，在上部光限制層36的上方，形成擴(kuò)散抑制層38，完成圖2所示的構(gòu)造。此外，也可以在襯底12的整個(gè)面上形成下部光限制層、光吸收層、上部光限制層以及擴(kuò)散抑制層，并對(duì)它們進(jìn)行蝕刻而完成圖2所示構(gòu)造，也可以在第二工序之后形成擴(kuò)散抑制層38。
[0027]接下來(lái)，形成激光部14。將形成激光部14的工序稱為第二工序。在第二工序中，在襯底12的沒有形成光調(diào)制器部30的部分，形成具有衍射光柵22的激光部14。衍射光柵22通過(guò)下述方式形成，即，利用電子束光刻裝置在P型包覆層20上形成圖案，通過(guò)蝕刻而形成周期性的臺(tái)階后，將具有與P型包覆層20不同的折射率的晶體埋入該臺(tái)階中。在圖3中示出第二工序后的半導(dǎo)體裝置的剖視圖。此外，光調(diào)制器部30、擴(kuò)散抑制層38以及激光部14優(yōu)選通過(guò)對(duì)接法而形成。
[0028]接下來(lái)，在激光部14和擴(kuò)散抑制層38的上方形成接觸層40。將形成接觸層40的工序稱為第三工序。在接觸層40中摻雜Be。
[0029]在本發(fā)明的實(shí)施方式I所涉及的半導(dǎo)體裝置的制造方法中，在形成激光部14之前形成光調(diào)制器部30，使接觸層40的摻雜物(Be)與上部光限制層36的摻雜物(Be)的種類一致，形成擴(kuò)散抑制層38。上述這些手段的目的在于，將光調(diào)制器部30的光致發(fā)光波長(zhǎng)設(shè)為預(yù)先設(shè)定的值(第一規(guī)定值)。
[0030]如果在形成激光部之后形成光調(diào)制器部，則與光吸收層的激光部接觸的部分的組成會(huì)劣化。如果這樣，無(wú)法將光調(diào)制器部的光致發(fā)光波長(zhǎng)設(shè)為第一規(guī)定值。因此，在本發(fā)明的實(shí)施方式I中，通過(guò)在形成激光部14之前形成光調(diào)制器部30，從而能夠在沒有激光部14的側(cè)面的、平坦的襯底12的表面上形成光調(diào)制器部30。因此，與在形成光調(diào)制器部之前形成激光部的情況相比，由于能夠使光吸收層34的組成均一化，因此能夠?qū)⒐庹{(diào)制器部30的光致發(fā)光波長(zhǎng)設(shè)為第一規(guī)定值。
[0031]在本發(fā)明的實(shí)施方式I中，形成激光部14時(shí)以及形成接觸層40時(shí)的熱量會(huì)波及至光調(diào)制器部30。因此，接觸層等的P型摻雜物(例如ZruBe等)有可能向光吸收層34擴(kuò)散。如果P型摻雜物從光吸收層的外部向光吸收層擴(kuò)散，則會(huì)導(dǎo)致光調(diào)制器部的光致發(fā)光波長(zhǎng)從第一規(guī)定值偏離。
[0032]因此，在本發(fā)明的實(shí)施方式I中，使接觸