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DE3124633C2 - Halbleiterbauelement und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Halbleiterbauelement und Verfahren zu seiner Herstellung

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Publication number
DE3124633C2
DE3124633C2 DE3124633A DE3124633A DE3124633C2 DE 3124633 C2 DE3124633 C2 DE 3124633C2 DE 3124633 A DE3124633 A DE 3124633A DE 3124633 A DE3124633 A DE 3124633A DE 3124633 C2 DE3124633 C2 DE 3124633C2
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DE
Germany
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semiconductor
layer
shaped
electrodes
conductivity type
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DE3124633A
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DE3124633A1 (de
Inventor
Hideki Hayashi
Kenichi Osaka Kikuchi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Publication date
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    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
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    • H01S5/042—Electrical excitation ; Circuits therefor
    • H01S5/0421—Electrical excitation ; Circuits therefor characterised by the semiconducting contacting layers
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    • H—ELECTRICITY
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    • H10H29/10—Integrated devices comprising at least one light-emitting semiconductor component covered by group H10H20/00
    • H—ELECTRICITY
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Abstract

Eine Halbleitereinrichtung, bestehend aus einem Halbleiterlaser und einem Transistor, die in einem einzigen Körper untergebracht sind, und ein Verfahren zur Herstellung dieser Halbleitereinrichtung, bei der auf die oberste Schicht eines mehrschichtigen epitaxialen Plättchens zur Bildung eines Halbleiterlasers eine Halbleiterschicht (5) epitaxial aufgebracht wird, mit einem Leitungstyp, der sich unterscheidet von dem der obersten Schicht (4) des epitaxialen Plättchens und mit einer V-förmigen Ausnehmung, die ausgefüllt ist mit einer halbleiterförmigen Zone (6) mit dem gleichen Leitungstyp wie die oberste Schicht (4) des epitaxialen Plättchens, und bei der OhmΔsche Elektroden (7, 9 und 8) auf der Rückseite des Substrats (1) des Halbleiterlasers, der aufgebrachten Halbleiterschicht (5) mit gegenüber der obersten Halbleiterschicht (4) unterschiedlichem Leitungstyp und auf der V-förmigen Halbleiterzone (6) mit dem gleichen Leitungstyp wie die oberste Schicht (4) des epitaxialen Plättchens vorgesehen sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Halbleiterbauelement nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Verfahren zu seiner Herstellung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 2.
Ein derartiges Halbleiterbauelement und ein derartiges Verfahren sind aus »Appl. Phys. Lett.« 36 (1980), Seiten 181— 183, bekannt.
Beim bekannten Halbleiterbauelement ist der integrierte Feldeffekttransistor mit einem Shottky-Gate versehen und liegt bereichsmäßig vollkommen getrennt vom Halbleiterlaser. Beim bekannten Verfahren wird in einem Bereich auf dem Halbleitersubstrat der Feldeffekttransistor und in einem anderen Bereich der Halbleiterlaser gebildet Wegen des Feldeffekttransistors mit Shottky-Gate und einer n-Halbleiterschicht auf einem quasiisolierenden Substrat als aktiver Schicht ist nur ein begrenzter Stromfluß möglich.
Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, ein Halbleiterbauelement der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem ein erhöhter Stromfluß durch einen verbreiterten Stromflußkanal erreicht werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die
ίο kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 bzw. Anspruchs 2 gelöst
Durch den erhöhten Stromfluß ist ein Betrieb mit erhöhter Geschwindigkeit gegenüber einem Halbleiterbauelement mit einem Feldeffekttransistor mit Shottky-Gate möglich. Die Breite des Stromflußkanals wird durch die Ausdehnung der Raumladungszone eines pn-Übergangs gesteuert. Die Breite des Kanals bestimmt in vorteilhafter und einfacher Weise auch die Ausdehnung des für die Lichtemission zur Verfügung stehenden Bereichs.
In den Figuren sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt Anhand dieser Figuren wird die Erfindung noch näher erläutert. Es zeigt
Fig. ί einen Querschnitt durch ein Ausführungsbcispiel und
Fig.2a, 2b, 2c, 2d und 2e Querschnittsbilder zur Erläuterung der Herstellung des in Fig. ί dargestellten Halbleiterbauelements.
Bei dem in der F i g. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sind ein Halbleiterlaser und ein Feldeffekttransistor im gleichen Bereich eines Halbleitersubstrats gebildet. In der Fig. 1 ist das Halbleiterbauelement aufgebaut aus einem Halbleitersubstrat 1, einer aktiven Halbleiterschicht 3 eines Lasers, Halbleiterschichten 2 und 4, Halbleiterteilschichten 5 mit gegenüber der Halbleiterschicht 4 unterschiedlichem Leitungstyp, einer Halbleiterzone 6 vom gleichen Leitungstyp wie die Halbleitcrschicht 4 und aus ohmschen Elektroden 7,8 und 9, wobei am Boden der V-förmigen Ausnehmung die Halbleiterzone 6 und die Halbleiterschicht 4 in Kontakt miteinander stehen.
Die an die als Steuerelektroden ausgebildeten Elektroden 9 angelegte Spannung wird zur Einstellung der Breiten der Sperrschichten zwischen den Halbleilcrzonen 5 und 6 sowie 5 und 4 und zur Einstellung des Treiberstroms für den Halbleiterlaser, der durch die Elektroden 7 und 8 fließt, entsprechend geändert.
Im einzelnen soll ein Herstellungsverfahren anhand der F i g. 2 (a)—2 (e) erläutert werden.
Es wird ein epitaxiales Halbleiterplättchen mit mehreren Schichten, nämlich einer Schicht 2 aus AIGai-,As vom η-Typ, einer Schicht 3 aus GaAS vom p-Typ, einer Schicht 4 aus AlAGai_vAs vom p-Typ und einer Schicht 5 aus GaAs vom η-Typ auf einem Substrat 1 aus GaAs
vom η-Typ gebildet und durch Ätzen behandelt mit einem Ätzmittel, das eine Selektivität und Anisotropie für GaAs aufweist, beispielsweise mit einer Lösung von NH3, H2O2 und H2O (3:1:50), so daß die Schicht 5 mit im Querschnitt V-Form ausgeätzt wird, wie es in Fig. 2b dargestellt ist. Während des Ätzvorgangs zur Herstellung der V-förmigen Ausnehmung ist die Maskenbreite in geeigneter Weise so eingestelli. daß die Breite der freigegebenen Oberfläche der Schicht 4 am Boden der V-förmigen Ausnehmung den gewünschten
b5 Wert aufweist. Daraufhin wird eine GaAs-Schicht 6 vom p-Typ aus der flüssigen Phase epitaxial aufgebracht, wie es in F i g. 2c dargestellt ist. Es hai sich herausgestellt, daß die Oberfläche der GaAs-Schicht 6 vom
p-Typ durch epitaxiales Aufwachsen eben ausgebildet werden kann in einer Dicke, die etwas größer ist als die Dicke der Schicht 5 trotz der dort vorhandenen V-förmigen Ausnehmung. Anschließend wird die Oberfläche der GaAs-Schicht 6 vom p-Typ geätzt, bis die Schicht 5 aus GaAs vom η-Typ freigelegt ist, wobei der Bereich c'cr V-förmigen Halbleiterzone beibehalten wird, wie es in F i g. 2d dargestellt ist. Schließlich werden, wie in F i g. 2e dargestellt, eine ohmsche Elektrode 7 aus Au-GcNi auf die Rückseite des Substrats 1, eine ohmsche Elektrode 9 aus AuGeNi auf die GaAs-Schicht 5 vom η-Typ und eine ohmsche Elektrode 8 auf die GaAs-Zone 6 vom p-Typ aufgebracht
Bei diesem Ausführungsbeispiel werden GaAs und GaAlAs verwendet, jedoch ist es auch möglich, InP oder InGaAsP zur Herstellung des Halbleiterlasers zu verwenden.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65

Claims (3)

Patentansprüche:
1. Halbleiterbauelement, in welchem ein Halbleiterlaser und ein Feldeffekttransistor zur Modulation des Lasers integriert sind, mit mehreren auf einem Halbleitersubstrat übereinanderliegenden epitaxialen Halbleiterschichten, von denen die beiden obersten voneinander abweichende Leitungstypen aufweisen und von denen die oberste durch eine durch ihre gesamte Schichtdicke reichende rinnenförmige Ausnehmung, die mit einem Halbleitermaterial, das den gleichen Leitungstyp wie die darunterliegende Halbleiterschicht aufweist, ausgefüllt ist, in zwei voneinander getrennte Halbleiterteilschichten aufgeteilt ist, und mit Elektroden auf der Unterseite des Haibleitersubstrats und auf den Halbleiterteilschichten und auf dem Halbleitermaterial der Ausnehmung, dadurch gekennzeichnet, daß die rinnenförmige Ausnehmung V-Form aufweist, daß auf den Halbleiterteilschichten (5) einerseits und auf dem Halbleitermaterial (6) der Ausnehmung andererseits voneinander getrennte Elektroden (8,9) aufgebracht sind und daß die auf den Halbleiterteilschichten (5) aufgebrachten Elektroden (9) als Steuerelektrode für den Feldeffekttransistor dienen.
2. Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements nach Anspruch 1, bei dem auf ein mehrschichtiges epitaxiales Halbleiterplättchen eine weitere Halbleiterschicht epitaxial aufgebracht wird, die einen anderen Leitungstyp als die unmittelbar darunterliegende Schicht hat und bei dem abschließend Elektroden aufgebracht werden, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Halbleiterschicht mit einer im Querschnitt V-förmigen Ausnehmung versehen wird, daß danach eine Halbleiterschicht mit gegenüber der vorher aufgebrachten weiteren Halbleiterschicht unterschiedlichem Leitungstyp unter Bildung einer ebenen Oberfläche epitaxial aufgebracht wird, daß die gesamte Oberfläche geätzt wird, bis die zuletzt aufgebrachte Halbleiterschicht ausgenommen im Bereich der V-förmigen Halbleiterzone in der entsprechenden Ausnehmung beseitigt ist, und daß schließlich getrennte Elektroden auf der V-förmigen Halbleiterzone und den Halbleiterteilschichten zu beiden Seiten der V-förmigen Halbleiterzone aufgebracht werden.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die V-förmige Ausnehmung durch Ätzen mit einem anisotrop ätzenden Mittel hergestellt wird.
DE3124633A 1980-06-24 1981-06-23 Halbleiterbauelement und Verfahren zu seiner Herstellung Expired DE3124633C2 (de)

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DE3124633A1 DE3124633A1 (de) 1982-03-25
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