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KR20000002534A - Wave guide photo diode and production method thereof - Google Patents

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KR20000002534A
KR20000002534A KR1019980023357A KR19980023357A KR20000002534A KR 20000002534 A KR20000002534 A KR 20000002534A KR 1019980023357 A KR1019980023357 A KR 1019980023357A KR 19980023357 A KR19980023357 A KR 19980023357A KR 20000002534 A KR20000002534 A KR 20000002534A
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KR
South Korea
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ingaasp
core layer
layer
inp
groove
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Withdrawn
Application number
KR1019980023357A
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Korean (ko)
Inventor
김돈수
이재혁
Original Assignee
김영환
현대전자산업 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 김영환, 현대전자산업 주식회사 filed Critical 김영환
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Abstract

PURPOSE: A wave guide photo diode and a method thereof are provided to be proper for FTTH(Fiber To The Home) which requires low-priced optical reception modules. CONSTITUTION: A wave guide photo device comprises; a N+-InP buffer layer formed on the n+-InP substrate, a n+-InGaAsP 2nd core layer, a P+-InGaAsP 2nd core layer, and a P+-InP clad layer; a groove exposing the n+-InGaAsP 2nd core layer; a polyimide to full up the inside of the protective film layered groove; a n type metal formed at the back of n+-InP substrate.

Description

웨이브가이드 포토 다이오드 및 그의 제조방법Waveguide Photodiode and Manufacturing Method Thereof

본 발명은 포토 다이오드에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 저가의 모듈 제작에 적합한 웨이브가이드 포토 다이오드 및 그의 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to photodiodes, and more particularly, to waveguide photodiodes and manufacturing methods thereof suitable for low cost module fabrication.

광신호를 전기신호로 변환시키는 소자인 포토 다이오드(Photo Diode : 이하, PD)는 광통신시스템에서 광수신 모듈에 주로 사용되고 있으며, 이러한 PD는 멀티미디어 서비스가 발전되고 있는 최근의 추세에서 그의 특성이 매우 중요시되고 있다.Photodiode (PD), a device that converts optical signals into electrical signals, is mainly used for optical reception modules in optical communication systems. Such PDs are very important in the recent trend of the development of multimedia services. It is becoming.

도 1 은 종래 일반적인 PD를 개략적으로 도시한 단면도이다. 도시된 바와 같이, n+-InP 기판(1) 상에 u-InGaAs 흡수층(2) 및 u-InP 윈도우층(3)이 형성되어 있고, 이러한 u-InP 윈도우층(3) 내에는 그의 상부 표면으로부터 그 하부에 위치된 u-InGaAs 흡수층(2)의 상부면 소정 깊이까지에 Zn이 확산된 p+-InP층(4)이 형성되어 있으며, p+-InP층(4)을 포함한 u-InP 윈도우층(3) 상에는 SiO2또는 SiN막으로된 보호막(5)이 형성되어 있다. 그리고, 보호막(5)의 소정 부분에는 p+-InP층(4)과 콘택되어 p형 오믹(Omic)을 형성하는 p형 금속(6)이 형성되어 있고, 상기 보호막(5) 상에는 p형 금속(6)과 연결되게 금속패드(7)가 형성되어 있으며, n+-InP 기판(1)의 후면에는 n형 오믹을 형성하기 위한 n형 금속(8)이 형성되어 있다.1 is a cross-sectional view schematically showing a conventional PD. As shown, a u-InGaAs absorbing layer 2 and a u-InP window layer 3 are formed on an n + -InP substrate 1, and within this u-InP window layer 3 its upper surface. located in a lower portion from the u-InGaAs absorption layer, and (2) the top surface is p + -InP layer 4 of the Zn is diffused in to a predetermined depth is formed in, p + -InP u InP-containing layer (4) On the window layer 3, a protective film 5 made of SiO 2 or SiN film is formed. A predetermined portion of the protective film 5 is formed with a p-type metal 6 in contact with the p + -InP layer 4 to form a p-type ohmic, and the p-type metal is formed on the protective film 5. A metal pad 7 is formed to be connected to the 6, and an n-type metal 8 for forming an n-type ohmic is formed on a rear surface of the n + -InP substrate 1.

상기와 같은 구조를 갖는 PD는 수신된 광이 Zn이 확산된 p+-InP층에 수직으로 입사되기 때문에 통상 피그테일(Fiber Pigtail) 형태의 광수신 모듈로 제작된다. 도 2 는 수직입사형 PD가 내장된 TO-CAN형 피그테일을 도시한 도면으로, 이를 설명하면 다음과 같다.Since the PD having the structure as described above is incident to the p + -InP layer in which Zn is diffused, it is usually manufactured as a fiber pigtail type light receiving module. FIG. 2 is a view illustrating a TO-CAN pigtail incorporating a vertical incident PD, which will be described below.

도시된 바와 같이, 입사된 광을 한곳으로 집속시키기 위한 렌즈(11)가 상부면에 구비된 CAN형태로된 PD(10)는 후면에 외부 회로와의 전기적 접속을 위한 핀들(12a)이 형성되어 있는 TO-헤더(TO-header : 12) 상에 배치되어 있고, 이러한 CAN형태로된 PD(10)는 중심부에 통공이 구비된 원통형의 제 1 패럴(14)에 의해 둘러쌓여 있다. 또한, 제 1 패럴(14) 상에는 수신된 광신호를 PD(10)로 커플링(coupling)시키는 파이버(16)가 배치되어 있으며, 이러한 파이버(16)는 제 1 패럴(14) 상에 부착됨과 아울러 그의 외주면을 감싸는 제 2 패럴(18)에 의해 고정되어 있다.As shown, the CAN 10 PD having the lens 11 on the top surface to focus the incident light in one place has pins 12a for electrical connection with an external circuit on the back. It is arranged on a TO-header (12), and this CAN-shaped PD 10 is surrounded by a cylindrical first parcel 14 provided with a hole in the center. In addition, a fiber 16 is disposed on the first parallel 14 to couple the received optical signal to the PD 10, and the fiber 16 is attached to the first parallel 14. Moreover, it is fixed by the 2nd parallel 18 surrounding the outer peripheral surface.

그러나, 상기와 같은 PD는 소자 내부에 수직으로 광이 입사되기 때문에 TO-CAN형 피그테일과 같은 형태의 광수신 모듈로 제작되며, 이에 따라, 광수신 모듈 제작시에 많은 부품을 필요로 하게 됨으로써, 이들을 조립하기 위해 값비싼 장비를 사용해야만 하는 문제점이 있었다.However, the PD is manufactured as a light receiving module having a shape such as a TO-CAN pigtail because light is incident vertically inside the device, and thus requires a large number of components when manufacturing the light receiving module. However, there has been a problem of using expensive equipment to assemble them.

게다가, FTTH(Fiber To The Home)와 같은 광가입자망에서는 저가의 광수신 모듈이 요구되고 있는바, 상기와 같은 PD로는 저가의 광수신 모듈을 필요로하는 FTTH에는 적용하기가 곤란한 문제점이 있었다.In addition, a low cost optical reception module is required in an optical subscriber network such as FTTH (Fiber To The Home), and such a PD has a problem in that it is difficult to apply to an FTTH that requires a low cost optical reception module.

따라서, 본 발명은 저가의 광수신 모듈의 제작에 적합한 웨이브가이드 포토 다이오드를 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a waveguide photodiode suitable for the fabrication of a low cost optical receiving module.

또한, 본 발명은 저가의 광수신 모듈의 제작에 적합한 웨이브가이드 포토 다이오드의 제조방법을 제공하는데 그 다른 목적이 있다.In addition, another object of the present invention is to provide a method of manufacturing a waveguide photodiode suitable for manufacturing a low-cost optical receiving module.

도 1 은 종래 기술에 따른 포토 다이오드를 개략적으로 도시한 단면도.1 is a cross-sectional view schematically showing a photodiode according to the prior art.

도 2 는 종래 기술에 따른 포토 다이오드가 내장된 피그테일(Pigtail)을 도시한 도면.2 is a view illustrating a pigtail incorporating a photodiode according to the related art.

도 3a 내지 도 3d 는 본 발명의 실시예에 따른 웨이브가이드 포토 다이오드의 제조방법을 설명하기 위한 일련의 공정 단면도.3A to 3D are a series of cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a waveguide photodiode according to an embodiment of the present invention.

도 4 는 본 발명의 실시예에 따른 웨이브가이드 포토 다이오드를 도시한 도면.4 illustrates a waveguide photodiode according to an embodiment of the present invention.

(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)(Explanation of symbols for the main parts of the drawing)

20 : n+-InP 기판 22 : n+-InP 버퍼층20: n + -InP substrate 22: n + -InP buffer layer

24,28 : n+-InGaAsP 제2코아층 26 : u-InGaAsP 제1코아층24,28: n + -InGaAsP 2nd core layer 26: u-InGaAsP 1st core layer

30 : p+-InP 클래드층 32 : 홈30: p + -InP cladding layer 32: groove

34 : 보호막 36 : 폴리이미드34: protective film 36: polyimide

38 : p형 금속 40 : 금속패드38: p-type metal 40: metal pad

42 : n형 금속 50 : 메사형 웨이브가이드42: n-type metal 50: mesa waveguide

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 웨이브가이드 포토 다이오드는 n+-InP 기판 상에 n+-InP 버퍼층, n+-InGaAsP 제2코아층, u-InGaAsP 제1코아층, p+-InGaAsP 제2코아층, 및 p+-InP 클래드층이 순차적으로 형성되어 있고, 이러한 구조물의 일측에는 상기 n+-InGaAsP 제2코아층의 소정 부분을 노출시키는 사각형 라인 형태의 홈이 형성되어 있다. 그리고, p+-InP 클래드층의 상부 및 홈 내벽에는 보호막이 형성되어 있고, 보호막이 형성된 홈 내부는 폴리이미드로 충진되어 있다. 아울러, 라인 형태의 사각형 홈에 의해 한정된 보호막 부분 내에는 p+-InP 클래드층과 콘택되게 p형 금속이 형성되어 있고, p형 금속 상부 및 이웃하는 보호막 부분 상에는 상호 연결되게 금속패드가 형성되어 있으며, n+-InP 기판의 후면에는 n형 금속이 형성되어 있다.Waveguide photodiode of the present invention for achieving the above object, the n + -InP buffer layer, n + -InGaAsP second core layer, u-InGaAsP first core layer on the n + -InP substrate, p + -InGaAsP The second core layer and the p + -InP cladding layer are sequentially formed, and one side of the structure is formed with a groove in the form of a square line exposing a predetermined portion of the n + -InGaAsP second core layer. A protective film is formed on the upper portion of the p + -InP clad layer and the inner wall of the groove, and the inside of the groove on which the protective film is formed is filled with polyimide. In addition, a p-type metal is formed in contact with the p + -InP clad layer in the passivation layer defined by the line-shaped rectangular grooves, and metal pads are formed on the p-type metal and on the neighboring passivation layer. The n-type metal is formed on the back side of the n + -InP substrate.

또한, 상기와 같은 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 웨이브가이드 포토 다이오드의 제조방법은 n+-InP 버퍼층, n+-InGaAsP 제2코아층, u-InGaAsP 제1코아층, p+-InGaAsP 제2코아층, 및 p+-InP 클래드층이 순차적으로 성장된 n+-InP 기판을 제공하는 단계; 상기 n+-InGaAsP 제2코아층의 소정 부분을 노출시키는 홈을 형성하는 단계; 상기 p+-InP 클래드층의 상부 및 홈 내벽에 보호막을 형성하는 단계; 상기 홈 내부에 폴리이미드를 충진시키는 단계; 상기 홈에 의해 한정된 보호막 부분의 일부분을 제거하는 단계; 상기 보호막이 제거된 부분에 p형 금속을 형성하는 단계; 상기 p형 금속 상부 및 보호막 상에 상호 연결되는 금속패드를 형성하는 단계; 및 상기 n+-InP 기판의 후면에 n형 금속을 형성하는 단계를 포함한다.In addition, the method of manufacturing the waveguide photodiode of the present invention for achieving the above another object is n + -InP buffer layer, n + -InGaAsP second core layer, u-InGaAsP first core layer, p + -InGaAsP Providing an n + -InP substrate in which a 2 core layer and a p + -InP clad layer are sequentially grown; Forming a groove exposing a portion of the n + -InGaAsP second core layer; Forming a passivation layer on the top of the p + -InP clad layer and the inner wall of the groove; Filling a polyimide into the groove; Removing a portion of the protective film portion defined by the groove; Forming a p-type metal in a portion where the protective film is removed; Forming metal pads interconnected on the p-type metal and the passivation layer; And forming an n-type metal on a rear surface of the n + -InP substrate.

본 발명에 따르면, 웨이브가이드 포토 다이오드는 소자 내부에 수평으로 광이 입사되도록 할 수 있기 때문에 저비용의 모듈 제작에 적용시킬 수 있다.According to the present invention, since the waveguide photodiode can allow light to be incident horizontally inside the device, it can be applied to low cost module fabrication.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하도록 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3a 내지 도 3d 는 본 발명의 실시예에 따른 웨이브가이드 포토 다이오드(Waveguide Photo Diode : 이하, WGPD)의 제조방법을 설명하기 위한 일련의 공정 단면도이다.3A to 3D are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a waveguide photo diode (WGPD) according to an exemplary embodiment of the present invention.

우선, 도 3a 에 도시된 바와 같이, n+-InP 기판(20) 상에 n+-InP 버퍼층(22)을 성장시키고, 이어서, 대칭형 에피구조를 갖도록 n+-InP 버퍼층(22) 상에 밴드갭파장이 1.2㎛인 n+-InGaAsP 제2코아층(24)과, 밴드갭파장이 1.4㎛인 u-InGaAsP 제1코아층(26), 밴드갭파장이 1.2㎛인 p+-InGaAsP 제2코아층(28) 및 p+-InP 클래드층(30)을 순차적으로 성장시킨다. 이때, u-InGaAsP 제1코아층(26)은 2.8 내지 3.2㎛ 정도의 두께로 성장시키며, n+-InGaAsP 및 p+-InGaAsP 제2코아층들(24, 28)은 1.3 내지 1.7㎛ 정도의 두께로 성장시키고, p+-InP 클래드층(30)은 0.3 내지 0.7㎛ 정도의 두께로 성장시킨다.First, as shown in FIG. 3A, an n + -InP buffer layer 22 is grown on an n + -InP substrate 20, and then a band on the n + -InP buffer layer 22 to have a symmetrical epistructure. N + -InGaAsP second core layer 24 having a gap wavelength of 1.2 mu m, u-InGaAsP first core layer 26 having a band gap wavelength of 1.4 mu m, and p + -InGaAsP second having a band gap wavelength of 1.2 mu m. The core layer 28 and the p + -InP cladding layer 30 are sequentially grown. In this case, the u-InGaAsP first core layer 26 grows to a thickness of about 2.8 to 3.2 μm, and the n + -InGaAsP and p + -InGaAsP second core layers 24 and 28 have a thickness of about 1.3 to 1.7 μm. The thickness of the p + -InP cladding layer 30 is grown to a thickness of about 0.3 to 0.7㎛.

여기서, u-InGaAsP 제1코아층(26)은 수신된 광이 실질적으로 흡수되는 흡수층이며, n+-InGaAsP 및 p+-InGaAsP 제2코아층들(24, 28)은 소자 내부에 수평으로 입사된 광을 흡수층으로 모이게 하는 역할을 하게 된다. 따라서, n+-InGaAsP 및 p+-InGaAsP 제2코아층들(24, 28)은 소자 내부로 입사된 수평광이 u-InGaAsP 제1코아층(26)으로 잘 흡수될 수 있도록 상기 u-InGaAsP 제1코아층(26) 보다는 상대적으로 낮은 굴절률을 갖게 한다.Here, the u-InGaAsP first core layer 26 is an absorption layer in which the received light is substantially absorbed, and the n + -InGaAsP and p + -InGaAsP second core layers 24 and 28 are incident horizontally inside the device. To collect the collected light into the absorbing layer. Accordingly, the n + -InGaAsP and p + -InGaAsP second core layers 24 and 28 may be used to absorb the horizontal light incident into the device to the u-InGaAsP first core layer 26. It has a relatively lower refractive index than the first core layer 26.

다음으로, 도 3b 에 도시된 바와 같이, 식각 공정을 실시하여 n+-InGaAsP 제2코아층(24)을 노출시키는 홈(32)을 형성한다. 여기서, 홈(32)은 소자의 활성영역을 한정하기 위함이며, 아울러, 소자의 정전용량을 고려하여 홈(32)에 의해 한정되는 활성영역의 크기를 적절하게 조절한다. 자세하게, 홈에 의해 한정되는 활성영역, 즉, u-InGaAsP 제1코아층(26)의 면적은 그것이 크면 소자의 정전용량은 우수하게 되지만, 반면에, 소자의 속도가 저하된다. 따라서, 소자의 알맞은 정전 용량을 얻기 위해서는 u-InGaAsP 제1코아층(26)의 크기를 적절하게 한정해야 한다.Next, as shown in FIG. 3B, an etching process is performed to form grooves 32 exposing the n + -InGaAsP second core layer 24. Here, the groove 32 is for limiting the active area of the device, and in addition, the size of the active area defined by the groove 32 is appropriately adjusted in consideration of the capacitance of the device. In detail, the area of the active region defined by the groove, i.e., the u-InGaAsP first core layer 26, is large, so that the capacitance of the device is excellent, while the speed of the device is lowered. Therefore, in order to obtain an appropriate capacitance of the device, the size of the u-InGaAsP first core layer 26 should be appropriately limited.

한편, 홈(32)은 상기 구조물의 일측 상부면에 형성하며, 그 폭은 약 8 내지 12㎛ 정도를 갖도록 형성하고, 그 형태는 사각형 형태로 형성한다.(도4 참조)On the other hand, the groove 32 is formed on the upper surface of one side of the structure, the width is formed to have a width of about 8 to 12㎛, the shape is formed in a square shape (see Figure 4).

상기에서, 식각 공정은 수직으로 패턴형성이 양호한 반응이온에칭(Reaction Ion Etching : 이하, RIE)의 건식식각 공정을 실시하며, 이때, 마스크로는 SiO2또는 포토레지스트를 이용한다. 또한, RIE 공정 이후에는 습식식각 공정을 실시하여 식각면을 표면처리한다. 즉, RIE 공정은 플라즈마 이온을 이용하기 때문에 식각면은 플라즈마 이온에 의해 어떠한 형태로든 손상을 입게 된다. 따라서, RIE 공정이 완료된 후에는 소자를 황산 용액에 침지시켜 플라즈마에 의해 손상된 식각 표면을 1차적으로 표면처리하고, 이어서, 식각 속도의 차이에 의해서 각 층의 표면이 평탄하지 못함을 보상하기 위하여 혼합비율이 10:2:20:20인 HBr:H2O2:H2O:HCl의 혼합 용으로 재차 표면처리한다.In the above-described etching process, a dry etching process of Reaction Ion Etching (hereinafter referred to as RIE) having a good pattern formation is performed vertically. In this case, SiO 2 or a photoresist is used as a mask. In addition, after the RIE process, the etching surface is subjected to a wet etching process. That is, since the RIE process uses plasma ions, the etching surface is damaged in some form by the plasma ions. Therefore, after the RIE process is completed, the device is immersed in a sulfuric acid solution to primarily surface the etched surface damaged by the plasma, and then mixed to compensate for the unevenness of the surface of each layer due to the difference in etching rate. The surface is again treated for mixing HBr: H 2 O 2 : H 2 O: HCl in a ratio of 10: 2: 20: 20.

계속해서, 도 3c 에 도시된 바와 같이, p+-InP 클래드층(30)의 상부 및 홈 내벽에 SiO2또는 SiN의 박막으로된 보호막(34)을 소정 두께로 형성하고, 표면 평탄화를 위해 보호막이 형성된 홈 내부를 폴리이미드(36)로 충진시킨다.Subsequently, as shown in FIG. 3C, a protective film 34 made of a thin film of SiO 2 or SiN is formed to a predetermined thickness on the upper side of the p + -InP cladding layer 30 and the groove inner wall, and the protective film is used for planarization of the surface. The formed grooves are filled with polyimide 36.

그리고 나서, 도 3d 에 도시된 바와 같이, 소자의 활성영역 상에 형성된 보호막의 일부분을 제거한 후, Ti/Pt/Au 또는 Au/Zn/Au 등의 금속 증착 및 공지의 리프트-오프(lift-off) 공정을 실시하여 보호막이 제거된 부분에 p형 오믹(Omic)이 형성되도록 p형 금속(38)을 형성한다. 그런 다음, 금도금 공정을 실시하여 p형 금속(38) 상부 및 일측 보호막 상에 상호 연결되게 금속패드(40)를 형성하고, 이어서, n+-InP 기판(20) 후면에 AuGe/Ni/Au 또는 AuGe/Au를 증착하여 n형 금속(42)을 형성한다.Then, as shown in FIG. 3D, after removing a portion of the protective film formed on the active region of the device, metal deposition such as Ti / Pt / Au or Au / Zn / Au and a known lift-off The p-type metal 38 is formed to form a p-type ohmic at a portion where the protective film is removed. Then, a gold plating process is performed to form the metal pads 40 on the upper side of the p-type metal 38 and on one side of the passivation layer. Then, AuGe / Ni / Au or the back of the n + -InP substrate 20 is formed. AuGe / Au is deposited to form an n-type metal 42.

이후, 도시되지는 않았지만, 웨이퍼 상태로 형성된 다수개의 소자들을 그들의 절개면(Cleaved)을 따라 절개하여 단일 소자들로 분리시키고, 이어서, 절개면, 즉, 광이 흡수되는 소자면에 SiN과 같은 무반사막을 코팅하여 소자를 완성한다.Then, although not shown, a plurality of devices formed in a wafer state are cut along their cleaved surfaces to separate into single devices, and then there is no antireflection, such as SiN, on the cut surface, i.e., the device surface where light is absorbed. The membrane is coated to complete the device.

도 4 는 전술된 공정을 통해 형성된 본 발명의 실시예에 따른 WGPD를 도시한 도면으로서, 도시된 바와 같이, 본 발명의 WGPD는 사각형 라인 형태의 홈(32)에 의해 소자의 활성영역이 한정되어 있고, 메사형 웨이브가이드(50)는 u-InGaAsP 제1코아층(26)을 사이에 두고 상·하부에 n+-InGaAsP 및 p+-InGaAsP 제2코아층(24, 28)이 각각 형성되어 있는 대칭형 에피구조로 되어 있다. 이러한 구조를 갖는 본 발명의 WGPD에서는 수신된 광이 수평 방향으로 u-InGaAsP 제1코아층(26)의 절개면으로 흡수된다.4 is a view illustrating a WGPD according to an embodiment of the present invention formed through the above-described process. As shown, the WGPD of the present invention is defined by an active region of a device defined by a groove 32 having a rectangular line shape. In the mesa waveguide 50, n + -InGaAsP and p + -InGaAsP second core layers 24 and 28 are respectively formed on the upper and lower sides with the u-InGaAsP first core layer 26 interposed therebetween. Symmetric epi structure. In the WGPD of the present invention having such a structure, the received light is absorbed into the cutout surface of the u-InGaAsP first core layer 26 in the horizontal direction.

한편, 도시되지는 않았지만, 본 발명의 WGPD는 웨이브가이드가 구비되어 있는 세라믹으로된 평면광파회로(Planar Lightwave Circuit) 기판 상에 플립-칩(Flip Chip) 방식으로 본딩되어 광수신 모듈로 제작된다. 따라서, 피그테일을 제작하기 위한 여러 가지 부품들 및 이들을 조립하기 위한 값비싼 장비들을 필요로하지 않게 되며, 이에 따라, 저가의 모듈을 제작할 수 있고, 아울러, FTTH와 같은 광가입자망에서 필요로하는 저가의 광 모듈에 유용하게 대응시킬 수 있다.On the other hand, although not shown, the WGPD of the present invention is manufactured as a light receiving module by bonding a flip chip method on a planar lightwave circuit board made of ceramic with a wave guide. This eliminates the need for a variety of components for the manufacture of pigtails and expensive equipment for assembling them, thus making it possible to produce low cost modules and, in addition, to the needs of optical subscriber networks such as FTTH. It can be usefully matched to a low cost optical module.

이상에서와 같이, 본 발명의 WGPD는 수평 입사형 구조이기 때문에 모듈 제작시에 여러 가지 부품들이 필요없으며, 이에 따라, 저가의 모듈 제작에 적합하다.As described above, since the WGPD of the present invention has a horizontal incidence structure, various components are not required at the time of module fabrication, and thus, it is suitable for low cost module fabrication.

또한, 광 모듈 제작시에는 웨이브가이드가 형성된 실리콘 기판 상에서 플립-칩 본딩 방식으로 부착되기 때문에 수동정렬을 하게 되며, 이에 따라, 정렬시 큰 허용치가 허락된다.In addition, when fabricating an optical module, since the waveguide is attached by flip-chip bonding on the silicon substrate on which the waveguide is formed, manual alignment is performed, thus allowing a large allowance in alignment.

한편, 여기에서는 본 발명의 특정 실시예에 대하여 설명하고 도시하였지만, 당업자에 의하여 이에 대한 수정과 변형을 할 수 있다. 따라서, 이하, 특허청구의 범위는 본 발명의 진정한 사상과 범위에 속하는 한 모든 수정과 변형을 포함하는 것으로 이해할 수 있다.Meanwhile, although specific embodiments of the present invention have been described and illustrated, modifications and variations can be made by those skilled in the art. Accordingly, the following claims are to be understood as including all modifications and variations as long as they fall within the true spirit and scope of the present invention.

Claims (14)

n+-InP 기판 상에 n+-InP 버퍼층, n+-InGaAsP 제2코아층, u-InGaAsP 제1코아층, p+-InGaAsP 제2코아층, 및 p+-InP 클래드층이 순차적으로 형성되어 있고, 상기 구조물의 일측에는 상기 n+-InGaAsP 제2코아층의 소정 부분을 노출시키는 사각형 라인 형태의 홈이 형성되어 있으며, 상기 p+-InP 클래드층의 상부 및 홈 내벽에는 보호막이 형성되어 있고, 상기 보호막이 형성된 사각형 홈 내부는 폴리이미드로 충진되어 있으며, 상기 라인 형태의 사각형 홈에 의해 한정된 보호막 부분 내에는 상기 p+-InP 클래드층과 콘택되게 p형 금속이 형성되어 있고, 상기 p형 금속 상부 및 이웃하는 보호막 부분 상에는 상호 연결되게 금속패드가 형성되어 있으며, 상기 n+-InP 기판의 후면에는 n형 금속이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 웨이브가이드 포토 다이오드.n + -InP buffer layer, n + -InGaAsP second core layer, u-InGaAsP first core layer, the p + -InGaAsP second core layer, and the p + -InP cladding layer are sequentially formed on an n + -InP substrate In one side of the structure, a groove is formed in the shape of a square line exposing a predetermined portion of the n + -InGaAsP second core layer, and a protective film is formed on the upper and inner walls of the p + -InP clad layer The inside of the rectangular groove in which the passivation layer is formed is filled with polyimide, and a p-type metal is formed in contact with the p + -InP clad layer in the passivation layer defined by the line-shaped rectangular groove. A metal pad is formed on the upper portion of the metal and the neighboring passivation layer to be interconnected, and an n-type metal is formed on the rear surface of the n + -InP substrate. 제 1 항에 있어서, 상기 u-InGaAsP 제1코아층은 밴드갭파장이 1.4㎛이고, 상기 n+-InGaAsP 제2코아층 및 p+-InGaAsP 제2코아층은 밴드갭파장이 1.2㎛인 것을 특징으로 하는 웨이브가이드 포토 다이오드.The method of claim 1, wherein the u-InGaAsP first core layer has a band gap wavelength of 1.4 mu m, and the n + -InGaAsP second core layer and the p + -InGaAsP second core layer have a band gap wavelength of 1.2 mu m. Waveguide photodiode characterized in that. 제 1 항에 있어서, 상기 u-InGaAsP 제1코아층의 두께는 2.8 내지 3.2㎛이며, 상기 n+-InGaAsP 제2코아층 및 p+-InGaAsP 제2코아층의 두께는 1.3 내지 1.7㎛이고, 상기 p+-InP 클래드층의 두께는 0.3 내지 0.7㎛인 것을 특징으로 하는 웨이브가이드 포토 다이오드.The thickness of the u-InGaAsP first core layer is 2.8 to 3.2㎛, the thickness of the n + -InGaAsP second core layer and the p + -InGaAsP second core layer is 1.3 to 1.7㎛, The thickness of the p + -InP cladding layer is a waveguide photodiode, characterized in that 0.3 to 0.7㎛. 제 1 항에 있어서, 상기 홈의 폭은 8 내지 12㎛인 것을 특징으로 하는 웨이브가이드 포토 다이오드.The waveguide photodiode of claim 1, wherein the groove has a width of about 8 μm to about 12 μm. n+-InP 버퍼층, n+-InGaAsP 제2코아층, u-InGaAsP 제1코아층, p+-InGaAsP 제2코아층, 및 p+-InP 클래드층이 순차적으로 성장된 n+-InP 기판을 제공하는 단계;the n + -InP buffer layer, n + -InGaAsP second core layer, u-InGaAsP first core layer, the p + -InGaAsP second core layer, and the p + -InP n + -InP substrate clad layer is grown sequentially Providing; 상기 n+-InGaAsP 제2코아층의 소정 부분을 노출시키는 홈을 형성하는 단계;Forming a groove exposing a portion of the n + -InGaAsP second core layer; 상기 p+-InP 클래드층의 상부 및 홈 내벽에 보호막을 형성하는 단계;Forming a passivation layer on the top of the p + -InP clad layer and the inner wall of the groove; 상기 홈 내부에 폴리이미드를 충진시키는 단계;Filling a polyimide into the groove; 상기 홈에 의해 한정된 보호막 부분의 일부분을 제거하는 단계;Removing a portion of the protective film portion defined by the groove; 상기 보호막이 제거된 부분에 p형 금속을 형성하는 단계;Forming a p-type metal in a portion where the protective film is removed; 상기 p형 금속 상부 및 보호막 상에 상호 연결되는 금속패드를 형성하는 단계; 및Forming metal pads interconnected on the p-type metal and the passivation layer; And 상기 n+-InP 기판의 후면에 n형 금속을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이브가이드 포토 다이오드의 제조방법.Forming an n-type metal on the back of the n + -InP substrate. 제 5 항에 있어서, 상기 u-InGaAsP 제1코아층은 밴드갭파장이 1.4㎛이고, 상기 n+-InGaAsP 제2코아층 및 p+-InGaAsP 제2코아층은 밴드갭파장이 1.2㎛인 것을 특징으로 하는 웨이브가이드 포토 다이오드의 제조방법.6. The method of claim 5, wherein the u-InGaAsP first core layer has a band gap wavelength of 1.4 mu m, and the n + -InGaAsP second core layer and the p + -InGaAsP second core layer have a band gap wavelength of 1.2 mu m. Method of manufacturing a waveguide photodiode characterized in that. 제 5 항에 있어서, 상기 u-InGaAsP 제1코아층은 2.8 내지 3.2㎛ 정도의 두께로 형성하고, 상기 n+-InGaAsP 제2코아층 및 p+-InGaAsP 제2코아층은 1.3 내지 1.7㎛ 정도의 두께로 형성하며, 상기 p+-InP 클래드층은 0.3 내지 0.7㎛ 정도의 두께로 형성하는 것을 특징으로 하는 웨이브가이드 포토 다이오드의 제조방법.The method of claim 5, wherein the u-InGaAsP first core layer is formed to a thickness of about 2.8 to 3.2 μm, and the n + -InGaAsP second core layer and the p + -InGaAsP second core layer are about 1.3 to 1.7 μm. The thickness of the p + -InP cladding layer is a method of manufacturing a waveguide photodiode, characterized in that to form a thickness of about 0.3 to 0.7㎛. 제 5 항에 있어서, 상기 홈은 반응이온에칭 공정으로 형성하는 것을 특징으로 하는 웨이브가이드 포토 다이오드의 제조방법.The method of claim 5, wherein the groove is formed by a reactive ion etching process. 제 8 항에 있어서, 상기 반응이온에칭 공정 후에 습식식각 공정을 더 수행하는 것하는 특징으로 하는 웨이브가이드 포토 다이오드의 제조방법.The method of claim 8, further comprising performing a wet etching process after the reactive ion etching process. 제 9 항에 있어서, 상기 습식식각 공정은The method of claim 9, wherein the wet etching process 상기 반응이온에칭 식각 공정을 거친 소자를 황산 용액에 침지시키는 단계, 및 상기 황산 용액에 침지된 소자를 비선택적 식각용액으로 표면처리하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 웨이브가이드 포토 다이오드의 제조방법.A method of manufacturing a waveguide photodiode comprising the step of immersing a device subjected to the reactive ion etching etching process in a sulfuric acid solution, and surface treating the device immersed in the sulfuric acid solution with a non-selective etching solution. 제 10 항에 있어서, 상기 비선택 식각용액은 HBr:H2O2:H2O:HCl이 10:2:20:20으로 혼합된 용액인 것을 특징으로 하는 웨이브가이드 포토 다이오드의 제조방법.The method of claim 10, wherein the non-selective etching solution is a solution in which HBr: H 2 O 2 : H 2 O: HCl is mixed at 10: 2: 20: 20. 제 6 항에 있어서, 상기 홈은 사각형 라인 형태로 형성하는 것을 특징으로 하는 웨이브가이드 포토 다이오드의 제조방법.The method of claim 6, wherein the groove is formed in a square line shape. 제 6 항에 있어서, 상기 사각형 라인 형태의 홈은 8 내지 12㎛의 폭으로 형성하는 것을 특징으로 하는 웨이브가이드 포토 다이오드의 제조방법.The method of claim 6, wherein the rectangular line groove has a width of about 8 μm to about 12 μm. 제 6 항에 있어서, 상기 p형 금속을 형성하는 단계는The method of claim 6, wherein forming the p-type metal 상기 보호막 및 노출된 p+-InP 클래드층 부분 상에 금속막을 증착하는 단계; 및 상기 금속막을 리프트-오프하는 단계를 거쳐 형성하는 것을 특징으로 하는 웨이브가이드 포토 다이오드의 제조방법.Depositing a metal film on the passivation layer and the exposed p + -InP clad layer portion; And forming the metal film through the step of lifting-off the metal film.
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