[发明专利]半导体光学元件

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体光学元件。 

背景技术

随着对宽带多媒体通信服务的需求剧增，希望发展容量大、功能先进的光纤通信系统。用于这种大型系统的光学通信模块的数量随着系统的扩大而稳步增加，使得安装的成本和负载以及光学通信模块的大小相对于整个系统变得不可忽视。因此，缩小光学通信模块本身的大小、功能集成化、降低成本被认为是最关键的问题。 

特别地，混合光学集成模块通过倒装芯片接合方式将半导体光学元件安装在预先形成有光学波导电路的台面上，典型地在生产率方面，这种混合光学集成模块非常有望成为最接近实用的光学集成技术。 

在将半导体光学元件与外部电路连接的工艺中，倒装芯片接合可取消导线接合步骤。基于导线接合的方法的问题在于，接合部分可能造成动态特性的退化或变异，此外由于导线中出现的电感，高频信号更容易受影响。因此，倒装芯片接合是安装在高频下运行的半导体元件的特别有效的方法。 

在此，半导体光学元件可示例为图15所示的半导体光学元件800(参见专利文献1)。半导体光学元件800包括衬底801和堆叠在上面的缓冲层802、光吸收层803以及覆盖层804。半导体光学元件800具有台面形光接收部分805和台面形焊盘电极形成部分806。台面形光接收部分805在其光接收区域形成有p侧接触电极805A，在除了光接收部分805的光接收区域之外的区域形成有n侧接触电极805B。焊盘电极形成部分 806中形成有p侧电极806A。 

p侧接触电极805A和p侧电极806A通过互连805A1相连接。在n侧接触电极805B上形成有n侧电极805B1。 

在半导体光学元件800中，n侧电极805B1，以及与p侧电极806A连接的互连805A1形成在同一个台面形光接收部分805上，其中互连805A1形成为环形，n侧电极805B1具有与环形互连805A1一致的弧形部分。 

当通过倒装芯片接合方式安装半导体光学元件800时，涂覆在n侧电极805B1上的焊料会流过与p侧电极806A连接的互连805A1，从而使n侧电极805B1与p侧电极806A短路。 

因此，通常认为这样构造的半导体光学元件800不适于倒装芯片接合。 

替代性地，提出了图16所示构造的半导体光学元件900(例如参见专利文献2)。 

半导体光学元件900包括半导体衬底904、低浓度p型层905、高浓度p型层906、光吸收层907、低浓度n型层908、n型覆盖层909以及n型接触层910。 

半导体光学元件900具有p侧电极形成台面901、光接收台面902以及n侧电极形成台面903，其中台面901的顶部形成有p侧电极901A，光接收台面902具有光吸收层907，并且光接收台面902的顶部形成有n侧电极902A，n侧电极形成台面903的顶部形成有n侧电极903A。n侧电极903A与n侧电极902A连接。 

在半导体光学元件900中，各个台面901至903是独立形成，从而使得当通过倒装芯片接合方式安装元件时，p侧电极901A和n侧电极903A不太可能造成短路。 

[专利文献1] 

日本特开No.2001-298211 

[专利文献2] 

日本特开No.2000-332287 

发明内容

[本发明要解决的问题] 

但是鉴于下列各点，专利文献2所述的现有技术仍有改善空间。 

相比于专利文献1所述的传统技术，独立形成p侧电极形成台面901、n侧电极形成台面903和光接收台面902更可能向每个台面施加更大的负载。 

特别地，光接收台面902中形成有光吸收层907，作为n侧电极902A下面的有源区，因此施加给有源区的压力对半导体光学元件900的性能会产生不利影响。 

例如，光接收台面902可被施以集中的力，因此半导体光学元件900的性能会受到不利影响，典型地，当相对于半导体光学元件900的半导体衬底904，安装衬底设置为从图16中的一侧向另一侧倾斜时，或者当p侧电极901A的厚度变化时，由此p侧电极形成台面901的高度变得低于光接收台面902的高度，因此安装衬底被设置为向p侧电极形成台面901倾斜。 

[解决问题的方法] 

本发明人发现了上述专利文献2没有认识到的、由于施加给有源区的负载而导致的半导体光学元件性能下降的问题，并提出了如下构造的半导体光学元件，目的是解决上述问题。