专利名称：半导体光发射与探测耦合组件的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种半导体的光发射与探测耦合组件，特别涉及一种具有垂直集成与光路自对准结构的半导体光发射与探测耦合组件。
现有半导体的光发射与探测耦合组件都是由半导体发光与光敏器件的分立小芯片组装成的，它们的工艺复杂、成本昂贵，可靠性与灵敏度等性能均难达到理想的水平。但在另一方面，现有用分子束外延以及金属有机物低压汽相淀积等多薄层晶体生长工艺制造的半导体发光与光探测器件尚未形成单片的集成组件。
本实用新型的目的是为克服现有技术的上述缺陷，利用现有多薄层晶体生长工艺设计一种结构简单的单片集成半导体的发光与探测耦合组件。
实现本实用新型目的所采取的技术措施为本实用新型半导体光发射与探测耦合组件是由多薄层晶体生长的半导体发光与探测器件以及透明绝缘晶体薄层组成，其中的透明绝缘晶体簿层是生长在其中的一种器件表面之上，其中的另一种器件则是生长在该透明绝缘晶体簿层上，并使其中半导体发光器件的发光面与半导体光探测器件的探光面仅以该透明绝缘晶体薄层作电隔离紧相对准。
这种利用多薄层晶体生长工艺制造的、具有垂直集成与光路自对准结构的半导体光发射与探测耦合组件，可以简化生产与装配步骤、降低成本，更能显著地提高产品的可靠性与灵敏度。
以下结合附图
与实施例对本实用新型作进一步描述。
附图为本实用新型一项实施例用化合物半导体多薄层晶体生长技术(分子束外延技术)实现的光发射与探测耦合组件的剖面结构示意图。
从附图所示本实用新型一项实施例半导体光发射与探测耦合组件的剖面示意结构可见，耦合组件中的光探测器件是一个多薄层生长的GaAs／AlGaAsn－i－p量子阱光探测器件(1)，位于耦合组件的下部。未掺杂AlGaAs层作为透明绝缘晶体薄层(2)，生长在量子阱光探测器件(1)的探光面上。一个多薄层生长的GaAs／AlGaAsp－n量子阱发光器(3)位于耦合组件的上方，它的发光面朝下，生长在未掺杂AlGaAs(2)上。
GaAs／AlGaAsn－i－p量子阱光探测器件(1)是在n＋型GaAs衬底(4)上依次向上生长0.5微米n型GaAs缓冲层(5)、0.5微米n型Al0.3Ga0.7As限定层(6)、包含由33对未掺杂15毫微米GaAs阱与15毫微米Al0.3Ga0.7As势垒组成的吸收层(7)、0.2微米P型Al0.3Ga0.7As限定层(8)以及50毫微米P＋型GaAs欧姆接触层(9)组成。在n＋型GaAs衬底(4)的底面有AuGe／Ni／Au的金属电极(10)，在P＋型GaAs欧姆接触层(9)边缘淀积有相距一定间隔的两个氮化硅钝化膜边框(11)，两个氮化硅膜边框之间的P＋型GaAs(9)表面上有CrAu／Au金属电极(12)，在氮化硅膜边框(11)内的P＋型GaAs(9)表面上生长2微米未掺杂Al0.3Ga0.7As透明绝缘薄层(2)。
GaAs／AlGaAsp－n量子阱发光器(3)是在未掺杂Al0.3Ga0.7As透明绝缘层(2)上依次向上生长0.1微米p＋型GaAs欧姆接触层(13)、0.5微米P型Al0.3Ga0.7As限定层(14)、包含由5对未掺杂10毫微米GaAs阱与10毫微米Al0.3Ga0.7As势垒组成的有源层(15)，1微米n型Al0.3Ga0.7As限定层(16)、10对n型AlAs／GaAs组成的中心波长880毫微米的布拉格(Bragg)反射器(17)以及0.2微米n＋型GaAs欧姆接触层(18)组成。在p＋型GaAs欧姆接触层(13)边缘淀积有相距一定间隔的两个氮化硅钝化膜边框(19)，两个氮化硅膜边框(19)之间的P＋型GaAs(13)表面有CrAu／Au金属电极(20)，p型Al0.3Ga0.7As限定层(14)生长在氮化硅膜边框(19)之内的p＋型GaAs层(13)上。在n＋型GaAs欧姆接触层(18)上有AuGe／Ni／Au的金属电极(21)。
权利要求1.一种半导体光发射与探测耦合组件，其特征在于，它由多薄层晶体生长的半导体发光与探测器件以及透明绝缘晶体薄层组成，所述透明绝缘晶体薄层是生长在所述的一种器件表面之上，所述的另一种器件则是生长在所述透明绝缘晶体薄层上，并且所述半导体发光器件的发光面与所述半导体光探测器件的探光面仅以所述透明绝缘晶体薄层作电隔离紧相对准。
2.按照权利要求1所述半导体光发射与探测耦合组件，其特征为，所述半导体光探测器件是位于所述耦合组件下方的一个多薄层生长的GaAs／AlGaAsn－i－p量子阱光探测器件，所述半导体发光器件是位于所述耦合组件上方的一个多薄层生长的GaAs／AlGaAsp－n量子阱发光器件，在所述半导体发光器的发光面与所述半导体光探测器件的探光面之间作电隔离的所述透明绝缘晶体簿层是一层未掺杂的AlGaAs层。
3.按照权利要求2所述半导体光发射与探测耦合组件，其特征为，所述多薄层生长的GaAs／AlGaAsn－i－p量子阱光探测器件是由在n＋型GaAs衬底上依次向上生长的n型GaAs缓冲层、n型AlGaAs限定层、由多对未掺杂GaAs阱与AlGaAs势垒组成的吸收层、p型AlGaAs限定层以及p＋型GaAs欧姆接触层组成，并且在所述n＋型GaAs衬底的底面有AuGe／Ni／Au的金属电极，在所述p＋型GaAs欧姆接触层的边缘淀积有相距一定间隔的两个氮化硅钝化膜边框，在所述两个氮化硅膜边框之间的所述p＋型GaAs欧姆接触层表面有CrAu／Au金属电极，在所述氮化硅膜边框内的所述p＋型GaAs欧姆接触层面上生长所述未掺杂AlGaAs透明绝缘薄层。
4.按照权利要求2所述半导体光发射与探测耦合组件，其特征为，所述多薄层生长的GaAs／AlGaAsp－n量子阱发光器件是由在所述未掺杂AlGaAs透明绝缘层上依次向上生长的p＋型GaAs欧姆接触层、p型AlGaAs限定层、由多对未掺杂GaAs阱与AlGaAs势垒组成的有源层、n型AlGaAs限定层、由多对n型AlAs／GaAs组成的反射器以及n＋型GaAs欧姆接触层组成，并且在所述p＋型GaAs欧姆接触层边缘淀积有相距一定间隔的两个氮化硅钝化膜边框，在所述两个氮化硅膜边框之间的所述p＋型GaAs欧姆接触层表面有CrAu／Au金属电极，所述p型AlGaAs限定层是生长在所述氮化硅膜边框之内的所述p＋型GaAs欧姆接触层上，在所述n＋型GaAs欧姆接触层上有AuGe／Ni／Au的金属电极。
专利摘要本实用新型公开了一种用多薄层晶体生长工艺制造的，具有垂直集成与光路自对准结构的半导体光发射与探测耦合组件。它由半导体光探测器件，透明绝缘晶体薄层以及半导体光发射器件叠加构成。它能简化工艺，降低成本，并有提高可靠性与灵敏度等积极效果。
文档编号H01L27/14GK2184257SQ94203808
公开日1994年11月30日 申请日期1994年2月21日 优先权日1994年2月21日
发明者夏永伟, 滕学公, 李国花, 樊志军 申请人:中国科学院半导体研究所