(57)【要約】      （修正有）【課題】ＰＩＣの異なる光電子デバイスのｎ型ドープ・コンタクト領域間の改善された電気的分離を有するＰＩＣを提供する。【解決手段】第１の光電子デバイス１０および第２の光電子デバイス１２が、ひ化リン化インジウムガリウムを含む非意図的ドープ導波層９内に製造される受動光導波路１４によって光学的に相互接続される第１および第２の光電子デバイスのそれぞれのｎ型コンタクト領域の間に電気的バリアを提供するための少なくとも１つの選択ｐ型ドープ管状領域６が設けられるｎ型リン化インジウム・ベースのコンタクト層３を備えるエピタキシャル層スタック２を有する半導体ウェハ上に製造され、非意図的ドープ導波層が、ｎ型コンタクト層の上に配置され、少なくとも１つの選択ｐ型ドープ管状領域の第１の部分１５が、第１の光電子デバイスと第２の光電子デバイスとの間の受動光導波路の真下に配置される。【選択図】図３
2020134943.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フォトニック集積回路（１）であって、
−  エピタキシャル層スタック（２）を有する半導体ウェハであって、前記エピタキシャル層スタック（２）が、
●  リン化インジウムを含むｎ型ドープ・コンタクト層（３）またはリン化インジウムを含む非意図的ドープ層（４）であって、前記非意図的ドープ層が、少なくとも２つの選択ｎ型ドープ・コンタクト領域（５ａ、５ｂ）を備え、前記ｎ型ドープ・コンタクト層（３）、または前記少なくとも２つの選択ｎ型ドープ・コンタクト領域（５ａ、５ｂ）の外側の前記非意図的ドープ層（４）が、第１の選択ｐ型ドープ管状領域（６）を備え、前記第１の選択ｐ型ドープ管状領域（６）が、
○  前記第１の選択ｐ型ドープ管状領域（６）によって囲まれる前記ｎ型ドープ・コンタクト層（３）の第１のエリア（７）と、前記第１の選択ｐ型ドープ管状領域（６）の外側に配置される前記ｎ型ドープ・コンタクト層（３）の第２のエリア（８）との間、または
○  前記第１の選択ｐ型ドープ管状領域（６）によって囲まれる前記非意図的ドープ層（４）の第１の選択ｎ型ドープ・コンタクト領域（５ａ）と、前記第１の選択ｐ型ドープ管状領域（６）の外側に配置される前記非意図的ドープ層（４）の第２の選択ｎ型ドープ・コンタクト領域（５ｂ）との間に、
第１の電気的バリアを提供するように構成および配置される、リン化インジウムを含むｎ型ドープ・コンタクト層（３）またはリン化インジウムを含む非意図的ドープ層（４）と、
●  前記ｎ型ドープ・コンタクト層（３）または前記非意図的ドープ層（４）の上に配置される、ひ化リン化インジウムガリウムを含む非意図的ドープ導波層（９）と、を備える、半導体ウェハと、
−  前記第１の選択ｐ型ドープ管状領域（６）によって囲まれる前記ｎ型ドープ・コンタクト層（３）の前記第１のエリア（７）内、または前記第１の選択ｐ型ドープ管状領域（６）によって囲まれる前記非意図的ドープ層（４）の前記第１の選択ｎ型ドープ・コンタクト領域（５ａ）内に配置される第１の光電子デバイス（１０）であって、前記第１のエリア（７）内の前記ｎ型ドープ・コンタクト層（３）上の第１の位置、または前記第１の選択ｎ型ドープ・コンタクト領域（５ａ）上の第１の位置に配置される第１のｎ型オーミック金属コンタクト（１１）を備える、第１の光電子デバイス（１０）と、
−  前記第１の選択ｐ型ドープ管状領域（６）の外側に配置される前記ｎ型ドープ・コンタクト層（３）の前記第２のエリア（８）内、または前記第１の選択ｐ型ドープ管状領域（６）の外側に配置される前記非意図的ドープ層（４）の前記第２の選択ｎ型ドープ・コンタクト領域（５ｂ）内に配置される第２の光電子デバイス（１２）であって、前記第２のエリア（８）内の前記ｎ型ドープ・コンタクト層（３）上の第２の位置、または前記第２の選択ｎ型ドープ・コンタクト領域（５ｂ）上の第２の位置に配置される第２のｎ型オーミック金属コンタクト（１３）を備える、第２の光電子デバイス（１２）と、
−  前記非意図的ドープ導波層（９）を備え、かつ前記第１の光電子デバイス（１０）および前記第２の光電子デバイス（１２）を光学的に相互接続するように配置される、受動光導波路（１４）であって、前記第１の選択ｐ型ドープ管状領域（６）の第１の部分（１５）が、前記第１の光電子デバイス（１０）と前記第２の光電子デバイス（１２）との間の前記受動光導波路（１４）の真下に配置される、受動光導波路（１４）と
を備える、フォトニック集積回路（１）。
【請求項２】
前記受動光導波路（１４）の前記非意図的ドープ導波層（９）の真下に配置される前記第１の選択ｐ型ドープ管状領域（６）の少なくとも前記第１の部分（１５）が、その径方向に１μｍ〜１００μｍ、好ましくは２μｍ〜１０μｍの厚さを有する、請求項１に記載のフォトニック集積回路（１）。
【請求項３】
前記第１の選択ｐ型ドープ管状領域（６）が、ｐ型ドーパントとして亜鉛を含む、請求項１または２に記載のフォトニック集積回路（１）。
【請求項４】
前記第１の選択ｐ型ドープ管状領域（６）が、１×１０１６ｃｍ−３〜２×１０１８ｃｍ−３、好ましくは１×１０１７ｃｍ−３以下の活性化ｐ型ドーピング濃度を有する、請求項１から３のいずれか一項に記載のフォトニック集積回路（１）。
【請求項５】
前記エピタキシャル層スタック（２）の前記ｎ型ドープ・コンタクト層（３）または前記非意図的ドープ層（４）が上に配置される基板（１６）であって、前記基板（１６）が、前記ｎ型ドープ・コンタクト層（３）または前記非意図的ドープ層（４）が上に配置される半絶縁性表面層を少なくとも提供するために、鉄原子を使用して補償される、半絶縁性リン化インジウム、ｐ型ドープ・リン化インジウム、およびｎ型ドープ・リン化インジウムのうちの１つを含む、基板（１６）を備え、前記第１の選択ｐ型ドープ管状領域（６）が、その軸方向に、少なくとも、前記基板（１６）と前記ｎ型ドープ・コンタクト層（３）または前記非意図的ドープ層（４）との間の第１の境界（１７）から、前記ｎ型ドープ・コンタクト層（３）または前記非意図的ドープ層（４）と前記非意図的ドープ導波層（９）との間の第２の境界（１８）まで延在するように配置される、請求項１から４のいずれか一項に記載のフォトニック集積回路（１）。
【請求項６】
前記第１の選択ｐ型ドープ管状領域（６）に、第１のｐ型オーミック金属コンタクト（１９）が設けられる、請求項１から５のいずれか一項に記載のフォトニック集積回路（１）。
【請求項７】
短絡が、前記第１のｐ型オーミック金属コンタクト（１９）と、前記第１の光電子デバイス（１０）の前記第１のｎ型オーミック金属コンタクト（１１）および前記第２の光電子デバイス（１２）の前記第２のｎ型オーミック金属コンタクト（１３）のうちの一方との間に配置される、請求項６に記載のフォトニック集積回路（１）。
【請求項８】
前記ｎ型ドープ・コンタクト層（３）、または前記少なくとも２つの選択ｎ型ドープ・コンタクト領域（５ａ、５ｂ）の外側の前記非意図的ドープ層（４）が、第２の選択ｐ型ドープ管状領域（２０）を備え、前記第２の選択ｐ型ドープ管状領域（２０）が、前記第１の選択ｐ型ドープ管状領域（６）の予め定められた距離に配置され、かつ、
−  前記第１の選択ｐ型ドープ管状領域（６）および前記第２の選択ｐ型ドープ管状領域（２０）の両方によって囲まれる前記ｎ型ドープ・コンタクト層（３）の前記第１のエリア（７）と、前記第１の選択ｐ型ドープ管状領域（６）および前記第２の選択ｐ型ドープ管状領域（２０）の両方の外側に配置される前記ｎ型ドープ・コンタクト層（３）の前記第２のエリア（８）との間、または
−  前記第１の選択ｐ型ドープ管状領域（６）および前記第２の選択ｐ型ドープ管状領域（２０）の両方によって囲まれる前記非意図的ドープ層（４）の前記第１の選択ｎ型ドープ・コンタクト領域（５ａ）と、前記第１の選択ｐ型ドープ管状領域（６）および前記第２の選択ｐ型ドープ管状領域（２０）の両方の外側に配置される前記非意図的ドープ層（４）の前記第２の選択ｎ型ドープ・コンタクト領域（５ｂ）との間に、
第２の電気的バリアを提供するために前記第１の選択ｐ型ドープ管状領域（６）を囲むように構成され、
前記第２の選択ｐ型ドープ管状領域（２０）の第２の部分（２１）が、前記第１の光電子デバイス（１０）と前記第２の光電子デバイス（１２）との間の前記受動光導波路（１４）の真下に配置され、前記第１の選択ｐ型ドープ管状領域（６）および前記第２の選択ｐ型ドープ管状領域（２０）のうちの少なくとも一方が、ｐ型ドーパントとして亜鉛を含み、前記第１の選択ｐ型ドープ管状領域（６）および前記第２の選択ｐ型ドープ管状領域（２０）の各々が、１×１０１６ｃｍ−３〜２×１０１８ｃｍ−３、好ましくは１×１０１７ｃｍ−３以下の活性化ｐ型ドーピング濃度を有する、請求項１に記載のフォトニック集積回路（１）。
【請求項９】
前記受動光導波路（１４）の前記非意図的ドープ導波層（９）の真下に配置される、前記第１の選択ｐ型ドープ管状領域（６）の少なくとも前記第１の部分（１５）および前記第２の選択ｐ型ドープ管状領域（２０）の少なくとも前記第２の部分（２１）が各々、それらの径方向に１μｍ〜１００μｍ、好ましくは２μｍ〜１０μｍの厚さを有する、請求項８に記載のフォトニック集積回路（１）。
【請求項１０】
前記エピタキシャル層スタック（２）の前記ｎ型ドープ・コンタクト層（３）または前記非意図的ドープ層（４）が上に配置される基板（１６）であって、前記基板（１６）が、前記ｎ型ドープ・コンタクト層（３）または前記非意図的ドープ層（４）が上に配置される半絶縁性表面層を少なくとも提供するために、鉄原子を使用して補償される、半絶縁性リン化インジウム、ｐ型ドープ・リン化インジウム、およびｎ型ドープ・リン化インジウムのうちの１つを含む、基板（１６）を備え、前記第１の選択ｐ型ドープ管状領域（６）および前記第２の選択ｐ型ドープ管状領域（２０）のうちの少なくとも一方が、その軸方向に、少なくとも、前記基板（１６）と前記ｎ型ドープ・コンタクト層（３）または前記非意図的ドープ層（４）との間の第１の境界（１７）から、前記ｎ型ドープ・コンタクト層（３）または前記非意図的ドープ層（４）と前記非意図的ドープ導波層（９）との間の第２の境界（１８）まで延在するように配置される、請求項８または９に記載のフォトニック集積回路（１）。
【請求項１１】
前記第１の選択ｐ型ドープ管状領域（６）に、第１のｐ型オーミック金属コンタクト（１９）が設けられる、および／または前記第２の選択ｐ型ドープ管状領域（２０）に、第２のｐ型オーミック金属コンタクト（２２）が設けられる、請求項８から１０のいずれか一項に記載のフォトニック集積回路（１）。
【請求項１２】
前記第１の選択ｐ型ドープ管状領域（６）と前記第２の選択ｐ型ドープ管状領域（２０）との間に配置される前記ｎ型ドープ・コンタクト層（３）の第３のエリア（２３）、または前記第１の選択ｐ型ドープ管状領域（６）と前記第２の選択ｐ型ドープ管状領域（２０）との間に配置される前記非意図的ドープ層（４）の第３の選択ｎ型ドープ・コンタクト領域に、第３のｎ型オーミック金属コンタクト（２５）が設けられ、短絡が、
−  前記第１のｐ型オーミック金属コンタクト（１９）と、前記第１の光電子デバイス（１０）の前記第１のｎ型オーミック金属コンタクト（１１）、前記第２の光電子デバイス（１２）の前記第２のｎ型オーミック金属コンタクト（１３）、および前記第３のｎ型オーミック金属コンタクト（２５）のうちの１つとの間、ならびに
−  前記第２のｐ型オーミック金属コンタクト（２２）と、前記第１の光電子デバイス（１０）の前記第１のｎ型オーミック金属コンタクト（１１）、前記第２の光電子デバイス（１２）の前記第２のｎ型オーミック金属コンタクト（１３）、および前記第３のｎ型オーミック金属コンタクト（２５）のうちの１つとの間のうちの少なくとも一方に配置される、請求項１１に記載のフォトニック集積回路（１）。
【請求項１３】
前記エピタキシャル層スタック（２）が、
−  前記非意図的ドープ導波層（９）の上に配置される、リン化インジウムを含むｐ型ドープ・クラッド層（２６）と、
−  前記ｐ型ドープ・クラッド層（２６）の上に配置される、ひ化インジウムガリウムを含むｐ型ドープ・コンタクト層（２７）であって、前記ｐ型ドープ・クラッド層（２６）よりも高い活性化ｐ型ドーピング濃度を有する、前記ｐ型ドープ・コンタクト層（２７）と
をさらに備え、
前記ｐ型ドープ・コンタクト層（２７）に、前記ｐ型ドープ・コンタクト層（２７）が中断されるように構成および配置される凹部（２８）が設けられ、さらに第１のｐ型ドープ・コンタクト・エリア（２９）および第２のｐ型ドープ・コンタクト・エリア（３０）が設けられ、前記凹部（２８）が、前記ｐ型ドープ・コンタクト層（２７）と前記ｐ型ドープ・クラッド層（２６）との間の第３の境界（３１）に平行の方向に見られる、５μｍ〜２００μｍの範囲、好ましくは３０μｍの幅を有する、請求項１から１２のいずれか一項に記載のフォトニック集積回路（１）。
【請求項１４】
前記凹部（２８）が、前記ｐ型ドープ・クラッド層（２６）と非意図的ドープ導波層（９）との間の第４の境界（３２）からの既定の距離まで、ｐ型ドープ・クラッド層（２６）内へ延在するように構成および配置され、前記第４の境界からの既定の距離が、０．５μｍ〜５μｍ、好ましくは１μｍ〜２μｍの範囲にある、請求項１３に記載のフォトニック集積回路（１）。
【請求項１５】
請求項１から１４のいずれか一項に記載のフォトニック集積回路（１）を備える光電子システム（３３）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フォトニック集積回路の第１の光電子デバイスのｎ型コンタクトと第２の光電子デバイスのｎ型コンタクトとの間の改善された電気的分離を有する、フォトニック集積回路に関する。本発明はさらに、上記フォトニック集積回路を備える光電子システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年のフォトニック集積回路（ＰＩＣ）は、単一のフォトニック・チップ上に統合される光学的および電気的機能の数がますます増加していることが理由で、ますます複雑になっている。ＰＩＣの最も汎用性の高い技術プラットフォームは、リン化インジウム・ベースの（ＩｎＰ）材料を含む半導体ウェハを使用する。ＩｎＰベースの技術は、能動部品、例えば、光生成および／または光吸収光電子デバイス、ならびに受動部品、例えば、光誘導および／または光スイッチング光電子デバイスの両方を、単一のフォトニック・チップ上の１つのＰＩＣに統合する可能性を提供する。
【０００３】
当該技術分野において知られている例示的なＰＩＣは、受動光導波路によって光学的に相互接続される、例えば、光生成部品、光吸収部品、および光スイッチング部品を備える。光生成部品、光吸収部品、および光スイッチング部品の各々は、それらそれぞれのｎ型ドープまたはｐ型ドープのコンタクト領域へのｎ型オーミック金属コンタクトおよび／またはｐ型オーミック金属コンタクトを必要とする。当該技術分野において知られているそのようなＰＩＣの欠点は、異なる光生成部品、光吸収部品、および光スイッチング部品のｎ型ドープ・コンタクト領域間の電気的分離が、これらの部品が非常に密接して配置されるときに不十分であることが理由で、その占有域（ｆｏｏｔｐｒｉｎｔ）の低減が制限されることである。これは、個々の光電子デバイス間の余剰のｎ型ドープＩｎＰベースの半導体材料をエッチングにより取り去って、それらのそれぞれのｎ型ドープ・コンタクト領域間の電気的分離を増大させる可能性にもかかわらず、個々の光電子デバイスを光学的に相互接続するために配置される受動光導波路の真下のｎ型ドープＩｎＰベースの半導体材料を除去することができないことによって引き起こされる。個々の光電子デバイス間の余剰のｎ型ドープＩｎＰベースの半導体材料が、個々の光電子デバイスのそれぞれのｎ型ドープ・コンタクト領域間の電気的分離を増大させるためにエッチングにより取り去られている、当該技術分野において知られているそのようなＰＩＣの別の欠点は、上述のエッチング・ステップが、ＰＩＣを備えるフォトニック・チップの表面に追加のトポロジを追加することである。追加の表面トポロジは、例えば、フォトニック・チップの処理中の後続のリソグラフィ・ステップに悪影響を及ぼし得る。
【０００４】
上記に基づき、フォトニック・チップのさらなる占有域低減を可能にするために、受動光導波路によって提供される光学的な光路を妨げることなく、受動光導波路によって光学的に相互接続される、ＰＩＣの異なる光電子デバイスのｎ型ドープ・コンタクト領域間の改善された電気的分離を有するＰＩＣを提供する必要がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、当該技術分野において知られているＰＩＣと関連付けられる上述および／または他の欠点の少なくとも１つを未然に防ぐ、または少なくとも低減する、フォトニック集積回路（ＰＩＣ）を提供することである。
【０００６】
本発明の目的はまた、上記ＰＩＣを備える光電子システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の態様は、添付の独立および従属請求項において明らかにされる。従属請求項からの特徴は、必要に応じて独立請求項からの特徴と組み合わされてもよく、請求項内で明示的に明らかにされるばかりではない。さらに、すべての特徴は、他の技術的に等価の特徴と置き換えられてもよい。
【０００８】
上述の目的のうちの少なくとも１つは、
−  エピタキシャル層スタックを有する半導体ウェハであって、エピタキシャル層スタックが、
●  リン化インジウムを含むｎ型ドープ・コンタクト層またはリン化インジウムを含む非意図的ドープ層であって、上記非意図的ドープ層が、少なくとも２つの選択ｎ型ドープ・コンタクト領域を備え、上記ｎ型ドープ・コンタクト層、または上記少なくとも２つの選択ｎ型ドープ・コンタクト領域の外側の上記非意図的ドープ層が、第１の選択ｐ型ドープ管状領域を備え、上記第１の選択ｐ型ドープ管状領域が、
○  上記第１の選択ｐ型ドープ管状領域によって囲まれる上記ｎ型ドープ・コンタクト層の第１のエリアと、上記第１の選択ｐ型ドープ管状領域の外側に配置される上記ｎ型ドープ・コンタクト層の第２のエリアとの間、または
○  上記第１の選択ｐ型ドープ管状領域によって囲まれる前記非意図的ドープ層の第１の選択ｎ型ドープ・コンタクト領域と、上記第１の選択ｐ型ドープ管状領域の外側に配置される上記非意図的ドープ層の第２の選択ｎ型ドープ・コンタクト領域との間に、
第１の電気的バリアを提供するように構成および配置される、リン化インジウムを含むｎ型ドープ・コンタクト層またはリン化インジウムを含む非意図的ドープ層と、
●  上記ｎ型ドープ・コンタクト層または上記非意図的ドープ層の上に配置される、ひ化リン化インジウムガリウムを含む非意図的ドープ導波層と、を備える、半導体ウェハと、
−  上記第１の選択ｐ型ドープ管状領域によって囲まれる上記ｎ型ドープ・コンタクト層の上記第１のエリア内、または上記第１の選択ｐ型ドープ管状領域によって囲まれる上記非意図的ドープ層の上記第１の選択ｎ型ドープ・コンタクト領域内に配置される第１の光電子デバイスであって、上記第１のエリア内の上記ｎ型ドープ・コンタクト層上の第１の位置、または上記第１の選択ｎ型ドープ・コンタクト領域上の第１の位置に配置される第１のｎ型オーミック金属コンタクトを備える、第１の光電子デバイスと、
−  上記第１の選択ｐ型ドープ管状領域の外側に配置される上記ｎ型ドープ・コンタクト層の上記第２のエリア内、または上記第１の選択ｐ型ドープ管状領域の外側に配置される上記非意図的ドープ層の上記第２の選択ｎ型ドープ・コンタクト領域内に配置される第２の光電子デバイスであって、上記第２のエリア内の上記ｎ型ドープ・コンタクト層上の第２の位置、または上記第２の選択ｎ型ドープ・コンタクト領域上の第２の位置に配置される第２のｎ型オーミック金属コンタクトを備える、第２の光電子デバイスと、
−  上記非意図的ドープ導波層を備え、かつ上記第１の光電子デバイスおよび上記第２の光電子デバイスを光学的に相互接続するように配置される、受動光導波路であって、上記第１の選択ｐ型ドープ管状領域の第１の部分が、上記第１の光電子デバイスと上記第２の光電子デバイスとの間の上記受動光導波路の真下に配置される、受動光導波路と
を備える、フォトニック集積回路（ＰＩＣ）によって達成される。
【０００９】
当業者は、本発明に従うＰＩＣの、リン化インジウムを含むｎ型ドープ・コンタクト層またはリン化インジウムを含む非意図的ドープ層に、ｎ−ｐ−ｎバリアが設けられ、ｎ−ｐ−ｎバリアは、電荷キャリアが、上記第１の光電子デバイスと上記第２の光電子デバイスとの間に配置されてそれらを光学的に相互接続する受動光導波路の真下に配置される、ｎ型ドープＩｎＰベースのコンタクト層または非意図的ドープＩｎＰベースの層の部分を介して、第１の光電子デバイスの第１のｎ型オーミック金属コンタクトを備えるｎ型ドープ・コンタクト領域と、第２の光電子デバイスの第２のｎ型オーミック金属コンタクトを備えるｎ型ドープ・コンタクト領域との間で漏出することを防ぐように構成および配置される第１の選択ｐ型ドープ管状領域を備えることを理解するものとする。このやり方では、本発明に従うＰＩＣは、ｎ型オーミック金属コンタクトが設けられる、ＰＩＣの異なる光電子デバイスのｎ型ドープ・コンタクト領域間の、いわゆる電気的ｎ分離の改善から利益を得る。さらには、上記第１の選択ｐ型ドープ管状領域の第１の部分は、第１および第２の光電子デバイスを光学的に相互接続する上記受動光導波路内の光学的損失が最小であるように構成される。
【００１０】
上記に基づいて、当業者は、本発明に従うＰＩＣの光電子デバイスが、当該技術分野において知られているＰＩＣの光電子デバイスよりも互いに密接して配置され得ることを理解するものとする。その結果、本発明に従うＰＩＣを備えるフォトニック・チップの占有域は、当該技術分野において知られているＰＩＣを備えるフォトニック・チップと比較して低減され得る。さらに、第１の選択ｐ型ドープ管状領域を提供することによって、不必要な追加のトポロジが、ＰＩＣを備えるフォトニック・チップの表面に追加されない。
【００１１】
本発明に従うフォトニック集積回路の実施形態において、上記受動光導波路の非意図的ドープ導波層の真下に配置される上記第１の選択ｐ型ドープ管状領域の少なくとも上記第１の部分は、径方向に１μｍ〜１００μｍ、好ましくは２μｍ〜１０μｍの厚さを有する。ｐ型ドープ領域は、それらが過剰な光学的損失を引き起こし得ることが理由で、受動光導波路から遠ざけられなければならないということが当該技術分野において知られている。しかしながら、驚くべきことには、第１の選択ｐ型ドープ管状領域の第１の部分の上記厚さを１μｍ〜１００μｍ、好ましくは２μｍ〜１０μｍに保つことによって、過剰な光学的損失が最小に保たれ得ることが分かっている。
【００１２】
本発明に従うフォトニック集積回路の実施形態において、上記第１の選択ｐ型ドープ管状領域は、ｐ型ドーパントとして亜鉛を含む。亜鉛は、最も一般的に使用される、ＩｎＰベースの半導体材料内のｐ型ドーパントである。亜鉛は、通常、ｐ型ドープＩｎＰベースの層を成長させるためにＭＯＣＶＤプロセスに追加される。亜鉛は、５００℃〜６００℃の典型的な成長温度に近い温度、またはこの成長温度で、ＩｎＰベースの材料を通過して拡散することができるということが当該技術分野において知られている。したがって、ＩｎＰベースの層の成長が完了した後に亜鉛拡散を使用することも可能である。当該技術分野において、亜鉛拡散は、光検出器の製造における周知のプロセス・ステップである。拡散深さは、適切に制御され得、高いドーピング濃度が達成され得る。
【００１３】
本発明に従うフォトニック集積回路の実施形態において、上記第１の選択ｐ型ドープ管状領域は、１×１０１６ｃｍ−３〜２×１０１８ｃｍ−３、好ましくは１×１０１７ｃｍ−３以下の活性化ｐ型ドーピング濃度を有する。最良の電気的分離パフォーマンスのため、活性化ｐ型ドーピング濃度を１×１０１６ｃｍ−３〜２×１０１８ｃｍ−３、好ましくは１×１０１７ｃｍ−３以下に保つことが有益であり得る。しかしながら、本発明に従うＰＩＣの半導体ウェハがｎ型ドープＩｎＰベースのコンタクト層を備えるエピタキシャル層スタックを有する場合、ｐ型ドーピング濃度は、上記第１の選択ｐ型ドープ管状領域を確立するために初期ｎ型ドーピング濃度を補償しなければならない。活性化ｎ型ドーピング濃度は、低抵抗のｎ型オーミック・コンタクトを達成するためにはおよそ５×１０１８ｃｍ−３でなればならない。したがって、上記の高いｎ型ドーピング濃度を補償しながら、再現可能な低いｐ型ドーピング濃度を達成することは問題となり得る。
【００１４】
代替的に、本発明に従うＰＩＣの半導体ウェハは、ｎ型ドーパントのイオン注入によって得られる少なくとも２つの選択ｎ型ドープ・コンタクト領域を備える非意図的ドープＩｎＰベースの層を備えるエピタキシャル層スタックを有し得る。この場合、非意図的ドープＩｎＰベースの層内のｐ型ドーピング濃度は、ｐ型ドーパントが、上記非意図的ドープＩｎＰベースの層の成長中に導入されていた可能性のある任意の非意図的なｎ型ドーパントだけを補償する必要があることから、ｎ型ドープＩｎＰベースの層の場合ほど高い必要はない。上記非意図的ドープＩｎＰベースの層の典型的なバックグラウンド・ドーピング・レベルは、１×１０１７ｃｍ−３未満である。
【００１５】
本発明に従うフォトニック集積回路の実施形態において、フォトニック集積回路は、上記エピタキシャル層スタックの上記ｎ型ドープ・コンタクト層または上記非意図的ドープ層が上に配置される基板を備え、上記基板は、上記ｎ型ドープ・コンタクト層または上記非意図的ドープ層が上に配置される半絶縁性表面層を少なくとも提供するために、鉄原子を使用して補償される、半絶縁性リン化インジウム、ｐ型ドープ・リン化インジウム、およびｎ型ドープ・リン化インジウムのうちの１つを含み、上記第１の選択ｐ型ドープ管状領域は、その軸方向に、少なくとも、上記基板と上記ｎ型ドープ・コンタクト層または上記非意図的ドープ層との間の第１の境界から、上記ｎ型ドープ・コンタクト層または上記非意図的ドープ層と上記非意図的ドープ導波層との間の第２の境界まで延在するように配置される。ｐ型ドーパントの選択した浸透深さに応じて、第１の選択ｐ型ドープ管状領域は、上記第１の境界において、または上記基板内の上記第１の境界を超える予め定められた距離において開始し、上記第２の境界において停止するように構成および配置され得る。
【００１６】
本発明に従うフォトニック集積回路の実施形態において、上記第１の選択ｐ型ドープ管状領域には、第１のｐ型オーミック金属コンタクトが設けられる。このやり方では、例えば、バイアス目的のために、第１の選択ｐ型ドープ管状領域に電気的に接触することが可能である。
【００１７】
本発明に従うフォトニック集積回路の実施形態において、短絡は、上記第１のｐ型オーミック金属コンタクトと、上記第１の光電子デバイスの上記第１のｎ型オーミック金属コンタクトおよび上記第２の光電子デバイスの上記第２のｎ型オーミック金属コンタクトのうちの一方との間に配置される。このやり方では、上述のｎ分離は、ＰＩＣが動作されるときに電気的に制御され得る。当業者は、上記第１のｐ型オーミック金属コンタクトと、上記第１のｎ型オーミック金属コンタクトおよび第２のｎ型オーミック金属コンタクトのうちの一方との間の短絡が、バックエンド金属層のうちの１つの金属層を使用して確立され得ることを理解するものとする。上記第１のｐ型オーミック金属コンタクトと、上記第１のｎ型オーミック金属コンタクトおよび第２のｎ型オーミック金属コンタクトのうちの一方との間に短絡がない場合、上述のｎ分離は浮遊である。
【００１８】
本発明に従うフォトニック集積回路の実施形態において、上記ｎ型ドープ・コンタクト層、または上記少なくとも２つの選択ｎ型ドープ・コンタクト領域の外側の上記非意図的ドープ層は、第２の選択ｐ型ドープ管状領域を備え、第２の選択ｐ型ドープ管状領域は、上記第１の選択ｐ型ドープ管状領域の予め定められた距離に配置され、かつ、
−  上記第１の選択ｐ型ドープ管状領域および上記第２の選択ｐ型ドープ管状領域の両方によって囲まれる上記ｎ型ドープ・コンタクト層の上記第１のエリアと、上記第１の選択ｐ型ドープ管状領域および上記第２の選択ｐ型ドープ管状領域の両方の外側に配置される上記ｎ型ドープ・コンタクト層の上記第２のエリアとの間、または
−  上記第１の選択ｐ型ドープ管状領域および上記第２の選択ｐ型ドープ管状領域の両方によって囲まれる上記非意図的ドープ層の上記第１の選択ｎ型ドープ・コンタクト領域と、上記第１の選択ｐ型ドープ管状領域および上記第２の選択ｐ型ドープ管状領域の両方の外側に配置される上記非意図的ドープ層の上記第２の選択ｎ型ドープ・コンタクト領域との間に、
第２の電気的バリアを提供するために上記第１の選択ｐ型ドープ管状領域を囲むように構成され、
上記第２の選択ｐ型ドープ管状領域の第２の部分は、上記第１の光電子デバイスと上記第２の光電子デバイスとの間の上記受動光導波路の真下に配置され、上記第１の選択ｐ型ドープ管状領域および上記第２の選択ｐ型ドープ管状領域のうちの少なくとも一方は、ｐ型ドーパントとして亜鉛を含み、上記第１の選択ｐ型ドープ管状領域および上記第２の選択ｐ型ドープ管状領域の各々が、１×１０１６ｃｍ−３〜２×１０１８ｃｍ−３、好ましくは１×１０１７ｃｍ−３以下の活性化ｐ型ドーピング濃度を有する。
【００１９】
上記第２の選択ｐ型ドープ管状領域を提供することによって、追加の電気的バリア、およびしたがって、ｎ型オーミック金属コンタクトが設けられる、第１の光電子デバイスのｎ型ドープ・コンタクト領域と第２の光電子デバイスのｎ型ドープ・コンタクト領域との間のさらに改善されたｎ分離が達成され得る。
【００２０】
本発明に従うフォトニック集積回路の実施形態において、上記受動光導波路の上記非意図的ドープ導波層の真下に配置される、上記第１の選択ｐ型ドープ管状領域の少なくとも上記第１の部分および上記第２の選択ｐ型ドープ管状領域の少なくとも上記第２の部分は各々、それらの径方向に１μｍ〜１００μｍ、好ましくは２μｍ〜１０μｍの厚さを有する。驚くべきことには、第１の選択ｐ型ドープ管状領域の少なくとも上記第１の部分および第２の選択ｐ型ドープ管状領域の少なくとも上記第２の部分の上記厚さを、１μｍ〜１００μｍ、好ましくは２μｍ〜１０μｍに保つことによって、上記受動光導波路内の過剰な光学的損失が最小に保たれ得ることが分かっている。
【００２１】
本発明に従うフォトニック集積回路の実施形態において、フォトニック集積回路は、上記エピタキシャル層スタックの上記ｎ型ドープ・コンタクト層または上記非意図的ドープ層が上に配置される基板を備え、上記基板は、上記ｎ型ドープ・コンタクト層または上記非意図的ドープ層が上に配置される半絶縁性表面層を少なくとも提供するために、鉄原子を使用して補償される、半絶縁性リン化インジウム、ｐ型ドープ・リン化インジウム、およびｎ型ドープ・リン化インジウムのうちの１つを含み、上記第１の選択ｐ型ドープ管状領域および上記第２の選択ｐ型ドープ管状領域のうちの少なくとも一方は、その軸方向に、少なくとも、上記基板と上記ｎ型ドープ・コンタクト層または上記非意図的ドープ層との間の第１の境界から、上記ｎ型ドープ・コンタクト層または上記非意図的ドープ層と上記非意図的ドープ導波層との間の第２の境界まで延在するように配置される。ｐ型ドーパントの選択した浸透深さに応じて、第１の選択ｐ型ドープ管状領域および第２の選択ｐ型ドープ管状領域のうちの少なくとも一方は、上記第１の境界において、および／または上記基板内の上記第１の境界を超える予め定められた距離において開始し、上記第２の境界において停止するように構成および配置され得る。
【００２２】
本発明に従うフォトニック集積回路の実施形態において、上記第１の選択ｐ型ドープ管状領域には、第１のｐ型オーミック金属コンタクトが設けられ、および／または上記第２の選択ｐ型ドープ管状領域には、第２のｐ型オーミック金属コンタクトが設けられる。このやり方では、例えば、バイアス目的のために、第１の選択ｐ型ドープ管状領域および第２の選択ｐ型ドープ管状領域のうちの少なくとも一方に電気的に接触することが可能である。
【００２３】
本発明に従うフォトニック集積回路の実施形態において、上記第１の選択ｐ型ドープ管状領域と上記第２の選択ｐ型ドープ管状領域との間に配置される上記ｎ型ドープ・コンタクト層の第３のエリア、または上記第１の選択ｐ型ドープ管状領域と上記第２の選択ｐ型ドープ管状領域との間に配置される上記非意図的ドープ層の第３の選択ｎ型ドープ・コンタクト領域に、第３のｎ型オーミック金属コンタクトが設けられ、短絡が、
−  上記第１のｐ型オーミック金属コンタクトと、上記第１の光電子デバイスの上記第１のｎ型オーミック金属コンタクト、上記第２の光電子デバイスの上記第２のｎ型オーミック金属コンタクト、および上記第３のｎ型オーミック金属コンタクトのうちの１つとの間、ならびに
−  上記第２のｐ型オーミック金属コンタクトと、上記第１の光電子デバイスの上記第１のｎ型オーミック金属コンタクト、上記第２の光電子デバイスの上記第２のｎ型オーミック金属コンタクト、および上記第３のｎ型オーミック金属コンタクトのうちの１つとの間、のうちの少なくとも一方に配置される。
【００２４】
このやり方では、上記第１の選択ｐ型ドープ管状領域によって提供されるｎ分離および／または上記第２の選択ｐ型ドープ管状領域によって提供されるｎ分離は、ＰＩＣが動作されるときに電気的に制御され得る。当業者は、それぞれの短絡が、バックエンド金属層の少なくとも１つの金属層を使用して確立され得ることを理解するものとする。上記第１のｐ型オーミック金属コンタクトと、上記第１、第２、および第３のｎ型オーミック金属コンタクトのうちの１つとの間に短絡がない場合、上記第１の選択ｐ型ドープ管状領域によって提供されるｎ分離は浮遊である。同様に、上記第２のｐ型オーミック金属コンタクトと、上記第１、第２、および第３のｎ型オーミック金属コンタクトのうちの１つとの間に短絡がない場合、上記第２の選択ｐ型ドープ管状領域によって提供されるｎ分離は浮遊である。したがって、ｎ分離の各々は、電気的に制御されるか、浮遊であるかのいずれかであり得る。
【００２５】
本発明に従うフォトニック集積回路の実施形態において、エピタキシャル層スタックは、
−  上記非意図的ドープ導波層の上に配置される、リン化インジウムを含むｐ型ドープ・クラッド層と、
−  上記ｐ型ドープ・クラッド層の上に配置される、ひ化インジウムガリウムを含むｐ型ドープ・コンタクト層であって、上記ｐ型ドープ・クラッド層よりも高い活性化ｐ型ドーピング濃度を有する、ｐ型ドープ・コンタクト層と、をさらに備え、
上記ｐ型ドープ・コンタクト層に、上記ｐ型ドープ・コンタクト層が中断されるように構成および配置される凹部が設けられ、さらに第１のｐ型ドープ・コンタクト・エリアおよび第２のｐ型ドープ・コンタクト・エリアが設けられ、上記凹部は、上記ｐ型ドープ・コンタクト層と上記ｐ型ドープ・クラッド層との間の第３の境界に平行の方向に見られる、５μｍ〜２００μｍの範囲、好ましくは３０μｍの幅を有する。凹部は、上述の範囲内の幅を有する上記ｐ型ドープ・コンタクト層の既定の部分をエッチングにより取り去ることによって提供され得る。既定の部分内のｐ型ドープ・コンタクト層は、上記ｐ型ドープ・コンタクト層の完全な厚さに対応する既定の部分の幅を横切る方向に見られる幅までエッチングにより取り去られる。このやり方では、本発明に従うＰＩＣには、いわゆる電気的ｐ分離、すなわち、ｐ型オーミック金属コンタクトが設けられるＰＩＣの異なる光電子デバイス内および／または間のｐ型ドープ・コンタクト領域間の電気的分離が設けられる。
【００２６】
本発明に従うフォトニック集積回路の実施形態において、凹部は、ｐ型ドープ・クラッド層と非意図的ドープ導波層との間の第４の境界からの既定の距離まで上記ｐ型ドープ・クラッド層内へ延在するように構成および配置され、上記第４の境界からの既定の距離は、０．５μｍ〜５μｍ、好ましくは１μｍ〜２μｍの範囲にある。この場合、凹部は、完全なｐ型ドープ・コンタクト層を含む、５μｍ〜２００μｍの範囲、好ましくは３０μｍの幅を有する既定の部分、および既定の部分の幅を横切る方向に見られるｐ型ドープ・クラッド層の部分を、上記第４の境界からの上記既定の距離までエッチングにより取り去ることによって提供される。このやり方では、本発明に従うＰＩＣに、改善された電気的ｐ分離が設けられ得る。
【００２７】
本発明の別の態様によると、本発明に従うフォトニック集積回路を備える光電子システムが提供される。本発明に従うＰＩＣの例は、平衡光検出器、レーザＭＺＩ変調器である。これらのＰＩＣは、有利には、調節可能光送受信機または光コヒーレント送受信機などの光電子システムに実装され得る。
【００２８】
本発明のさらなる特徴および利点は、フォトニック集積回路（ＰＩＣ）およびそのようなＰＩＣを備える光電子システムの例示的かつ非限定的な実施形態として、本発明の説明から明らかになるものとする。
【００２９】
当業者は、ＰＩＣおよび光電子システムの説明される実施形態が、本質的に例示的にすぎず、いかようにも保護の範囲を制限するものとして解釈されるべきではないことを理解するものとする。当業者は、ＰＩＣおよび光電子システムの代替形態および等価の実施形態が、本発明の保護の範囲から逸脱することなく、着想および実践に還元化されることを認識するものとする。
【００３０】
添付の図面上の図について参照がなされる。図は、本質的に概略であり、したがって必ずしも縮尺通りに描かれていない。さらに、同じ参照番号は、同じまたは同様の部分を示す。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】当該技術分野において知られている、リン化インジウム・ベースの（ＩｎＰ）フォトニック集積回路（ＰＩＣ）内で使用するための典型的な導波構造体の概略断面図である。
【図２】分布Ｂｒａｇｇ反射器（ＤＢＲ）レーザ、マッハ・ツェンダ変調器（ＭＺＭ）、および出力モニタ・フォトダイオード（ＰＤ）が受動光導波路を介して互いと光学的に接続される、当該技術分野において知られているＰＩＣの概略上面図であって、ＤＢＲレーザ、ＭＺＭ、および出力モニタＰＤが、断面図が図１に示される導波構造体を備える、概略上面図である。
【図３】本発明に従うＰＩＣの第１の例示的な、非限定的な実施形態の概略透視図である。
【図４】ＤＢＲレーザ、ＭＺＭ、および出力モニタＰＤが、受動光導波路を介して、動作可能に互いと接続される、本発明に従うＰＩＣの第２の例示的な、非限定的な実施形態の概略上面図である。
【図５Ａ】本発明に従うＰＩＣの一部のエピタキシャル層スタックの第１の例示的な、非限定的な実施形態の概略断面図である。
【図５Ｂ】本発明に従うＰＩＣの一部のエピタキシャル層スタックの第２の例示的な、非限定的な実施形態の概略断面図である。
【図６】本発明に従うＰＩＣの第３の例示的な、非限定的な実施形態の概略透視図である。
【図７】本発明に従うＰＩＣの一部のエピタキシャル層スタックの第３の例示的な、非限定的な実施形態の概略断面図である。
【図８Ａ】本発明に従う方法の第１の例示的な、非限定的な実施形態を使用して製造される半導体ウェハの第１の例示的な、非限定的な実施形態の概略断面図である。
【図８Ｂ】本発明に従う方法の第１の例示的な、非限定的な実施形態を使用して製造される半導体ウェハの第１の例示的な、非限定的な実施形態の概略断面図である。
【図８Ｃ】本発明に従う方法の第１の例示的な、非限定的な実施形態を使用して製造される半導体ウェハの第１の例示的な、非限定的な実施形態の概略断面図である。
【図８Ｄ】本発明に従う方法の第１の例示的な、非限定的な実施形態を使用して製造される半導体ウェハの第１の例示的な、非限定的な実施形態の概略断面図である。
【図９Ａ】本発明に従う方法の第２の例示的な、非限定的な実施形態を使用して製造される半導体ウェハの第２の例示的な、非限定的な実施形態の概略断面図である。
【図９Ｂ】本発明に従う方法の第２の例示的な、非限定的な実施形態を使用して製造される半導体ウェハの第２の例示的な、非限定的な実施形態の概略断面図である。
【図９Ｃ】本発明に従う方法の第２の例示的な、非限定的な実施形態を使用して製造される半導体ウェハの第２の例示的な、非限定的な実施形態の概略断面図である。
【図９Ｄ】本発明に従う方法の第２の例示的な、非限定的な実施形態を使用して製造される半導体ウェハの第２の例示的な、非限定的な実施形態の概略断面図である。
【図９Ｅ】本発明に従う方法の第２の例示的な、非限定的な実施形態を使用して製造される半導体ウェハの第２の例示的な、非限定的な実施形態の概略断面図である。
【図１０】本発明に従うＰＩＣを備える光電子システムの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
図１は、当該技術分野において知られている、リン化インジウム・ベースの（ＩｎＰ）フォトニック集積回路（ＰＩＣ）内で使用するための典型的な導波構造体４８の概略断面図を示す。典型的な導波構造体４８は、ｐ型ドープＩｎＰクラッド層２６とｎ型ドープＩｎＰコンタクト層３との間に挟まれる固有または非意図的ドープひ化リン化インジウムガリウム（ＩｎＧａＡｓＰ）導波層９を備えるエピタキシャル層スタック２を備える。導波構造体４８は、基本的には、導波構造体４８の上部と下部との間に概略的に示されるＰＩＮダイオード４９を形成する。導波構造体４８は、ＰＩＮダイオード４９が順方向バイアスで動作されるとき、固有または非意図的ドープＩｎＧａＡｓＰ層９内の電子および正孔の組み換えに起因して光生成を達成するように構成される。ＰＩＮダイオード４９が逆方向デバイスで動作される場合、導波構造体４８は、ＰＩＮダイオード４９に入射する光の吸収に起因して生成される電子および正孔が抽出される必要があるいわゆるフォトダイオード・モードで動作する。導波構造体４８はまた、固有または非意図的ドープＩｎＧａＡｓＰ導波層の屈折率が、逆バイアスのＰＩＮダイオード４９にわたる電場によって変化する、例えば、電気光学変調器において使用され得る。
【００３３】
上述の異なる半導体層は、半絶縁性リン化インジウム、ｐ型ドープ・リン化インジウム、およびｎ型ドープ・リン化インジウム（少なくとも半絶縁性表面層を提供するために鉄原子を使用して補償される）のうちのいずれか１つを含む基板１６上で、エピタキシャルに成長され得る。上述の基板のうちのいずれか１つの上で、上記ｎ型ドープ・コンタクト層３は、金属有機化学蒸着（ＭＯＣＶＤ）、金属有機気相エピタキシ（ＭＯＶＰＥ）、および分子ビームエピタキシ（ＭＢＥ）のうちの１つを使用して成長され得る。
【００３４】
基板１６上で、ｎ型ドープＩｎＰコンタクト層３、固有または非意図的ドープＩｎＧａＡｓＰ導波層９、ｐ型ドープＩｎＰクラッド層２６、および、ｐ型ドープＩｎＰクラッド層２６よりも高い活性化ｐ型ドーピング濃度を有するｐ型ドープひ化インジウムガリウム（ＩｎＧａＡｓ）コンタクト層２７を連続して成長させた後、導波構造体４８が、リソグラフィおよびエッチング・プロセスを使用して製造される。ｐ型ドープＩｎＧａＡｓコンタクト層２７には、ｐ型オーミック金属コンタクト５０が設けられ、ｎ型ドープＩｎＰコンタクト層３には、金属蒸着プロセスを使用して形成されるｎ型オーミック金属コンタクト５１が設けられる。
【００３５】
図１に示されるように、導波構造体４８の外側のｎ型ドープＩｎＰコンタクト層３は、後続のエッチング・プロセスを使用して除去されており、それにより基板１６の表面を露出する。その結果、ｎ型オーミック金属コンタクト１１は、同じ基板１６上に配置される、他の基礎的要素のｎ型オーミック金属コンタクト（図示されない）から電気的に分離されている。
【００３６】
図２は、第１の光電子デバイスの非限定的な例として分布Ｂｒａｇｇ反射器（ＤＢＲ）レーザ５２、第２の光電子デバイスの非限定的な例としてマッハ・ツェンダ変調器（ＭＺＭ）５３、および第３の光電子デバイスの非限定的な例として出力モニタ・フォトダイオード（ＰＤ）５４を備える、当該技術分野において知られているＰＩＣの概略上面図を示す。ＤＢＲレーザ５２、ＭＺＭ５３、および出力モニタＰＤ５４は、受動光導波路１４を介して光学的に相互接続される。ＤＢＲレーザ５２、ＭＺＭ５３、および出力モニタＰＤ５４は、断面図が図１に示される導波構造体４８を備える。当業者は、受動光導波路の１４の固有または非意図的ドープＩｎＧａＡｓＰ導波層９の真下に位置するｎ型ドープＩｎＰコンタクト層３の部分を除去することができないことが理由で、ＤＢＲレーザ５２、ＭＺＭ５３、および出力モニタＰＤ５４それぞれのｎ型オーミック金属コンタクト５１の完全な電気的分離を、これらの部品間のｎ型ドープＩｎＰコンタクト層３をエッチングにより取り去ることによって達成することができないことを理解するものとする。ＤＢＲレーザ５２、ＭＺＭ５３、および出力モニタＰＤ５４それぞれのｎ型オーミック金属コンタクト間の十分な電気的分離を確立するために、これらの光電子デバイス間には十分な距離が必要である。結果として、図２に示される既知のＰＩＣの占有域を低減することは困難である。
【００３７】
加えて、ＤＢＲレーザ５２、ＭＺＭ５３、および出力モニタＰＤ５４の間のｎ型ドープＩｎＰコンタクト層３を除去するための追加のエッチング・ステップは、追加の不必要な表面トポロジを結果としてもたらし得る。追加の表面トポロジは、例えば、ＰＩＣの処理中の後続のリソグラフィ・ステップに悪影響を及ぼし得る。
【００３８】
さらに、図２に示されるＰＩＣを動作するとき、ＤＢＲレーザ５２のｐ型オーミック金属コンタクト５０およびｎ型オーミック金属コンタクト５１は、順方向バイアスで動作され、すなわち、ｐ型およびｎ型オーミック金属コンタクトでの典型的な電圧降下は、０．７Ｖ〜２．０Ｖほどであることを留意されたい。ＤＢＲレーザ５２、ＭＺＭ５３、および出力モニタ５４を動作させる最も容易なやり方は、ｎ型オーミック金属コンタクトを０Ｖに接続し、ｐ型オーミック金属コンタクトにおいて可変バイアスを生成することであるが、いくつかの場合においては、ｐ型オーミック金属コンタクトを、例えば、３．３Ｖの固定供給電圧に接続し、ｎ型オーミック金属コンタクトのバイアスを規制することが有益であり得る。
【００３９】
ＭＺＭ５３は、典型的には、ＭＺＭ５３の両方のアームのｐ型オーミック金属コンタクト５０間の差動無線周波数（ＲＦ）電圧を印加することによって動作される。この差動バイアスは、ｎ型オーミック金属コンタクトのバイアスよりも常に低くなければならず、さもなければ導波構造体４８のＰＩＮダイオード４９は、逆方向バイアスで動作しない。実際、高速動作の場合、ＭＺＭ５３の各アームにわたるＤＣバイアスは、−５Ｖから−１０Ｖの範囲にあるべきである。これは、負ＤＣバイアスをＲＦ電圧ドライバに印加すること、またはｎ型オーミック金属コンタクトに正バイアスを課すことのいずれかによって達成され得る。電気的な観点からは、後者の方が好ましいが、これは、後者が、バイアスＴの必要性を取り除くだけでなく、ＤＣブロッキング・コンデンサが必要とされないことから高速コンタクトのＲＦ終端をさらに容易にするためである。
【００４０】
上記に基づいて、当業者は、図２に示されるＰＩＣの少なくともＤＢＲレーザ５２およびＭＺＭ５３のそれぞれのｎ型オーミック金属コンタクト５１が電気的に分離されることが有益であることを理解するものとする。したがって、受動光導波路によって光学的に相互接続される、ＰＩＣの異なる光電子デバイスのｎ型オーミック金属コンタクト間の、改善された、および理想的には完全な電気的分離を有するＰＩＣを提供する必要がある。本出願の文脈においては、ＰＩＣの異なる光電子デバイスのｎ型オーミック金属コンタクト間の電気的分離は、ｎ分離と称される。当業者は、本発明に従う改善されたｎ分離が、例えば、減衰の観点から、異なる光電子デバイスを相互接続する受動光導波路内の光信号に与える影響は、できる限り小さくなければならない、および好ましくは全くあってはならないことを理解するものとする。その結果、本発明に従う改善されたｎ分離は、ＰＩＣの占有域のさらなる低減を可能にする。
【００４１】
図３は、リン化インジウム（ＩｎＰ）を含むｎ型ドープ・コンタクト層３を備えるエピタキシャル層スタック２を有する半導体ウェハを備える、本発明に従うＰＩＣ１の第１の例示的な、非限定的な実施形態の概略透視図を示す。ｎ型ドープ・コンタクト層３には、第１の選択ｐ型ドープ管状電流阻止領域６が設けられる。第１の選択ｐ型ドープ領域６が、３次元で見たときに管状を有するということは、数ある中でも図５Ａおよび図５Ｂを考慮して、当業者によって理解されるものとする。
【００４２】
第１の選択ｐ型ドープ管状領域６は、第１の選択ｐ型ドープ管状領域６によって囲まれるｎ型ドープ・コンタクト層３の第１のエリア７と、第１の選択ｐ型ドープ管状領域６の外側に配置されるｎ型ドープ・コンタクト層３の第２のエリア８との間に第１の電気的バリアを提供するように構成および配置される。エピタキシャル層スタック２は、上記ｎ型ドープ・コンタクト層３の上に配置されるひ化リン化インジウムガリウム（ＩｎＧａＡｓＰ）を含む非意図的ドープ導波層９をさらに備える。ＰＩＣ１は、上記第１の選択ｐ型ドープ管状領域６に囲まれる上記ｎ型ドープ・コンタクト層３の上記第１のエリア７内に配置される第１の光電子デバイス１０を備える。第１の光電子デバイス１０は、上記第１のエリア７内の上記ｎ型ドープ・コンタクト層３上の第１の位置に配置される第１のｎ型オーミック金属コンタクト１１を備える。ＰＩＣ１はまた、上記第１の選択ｐ型ドープ管状領域６の外側に配置される上記ｎ型ドープ・コンタクト層３の上記第２のエリア８内に配置される第２の光電子デバイス１２を備える。第２の光電子デバイス１２は、上記第２のエリア８内の上記ｎ型ドープ・コンタクト層３上の第２の位置に配置される第２のｎ型オーミック金属コンタクト１３を備える。ＰＩＣ１はまた、上記非意図的ドープ導波層９を備える受動光導波路１４を備える。受動光導波路１４は、第１の光電子デバイス１０および第２の光電子デバイス１２を光学的に相互接続するように配置される。図３に見られるように、第１の選択ｐ型ドープ管状領域６の第１の部分１５は、第１の光電子デバイス１０と第２の光電子デバイス１２との間の受動光導波路１４の真下に配置される。
【００４３】
当業者は、図３に示されるようなＰＩＣ１が、図２に示される既知のＰＩＣにおいて達成されるｎ分離と比較して、改善されたｎ分離を有することを理解するものとする。特に、受動光導波路１４の真下に配置される第１の選択ｐ型ドープ管状領域６の第１の部分１５は、電荷キャリアが、第１の光電子デバイス１０と第２の光電子デバイス１２との間の受動光導波路１４の真下に配置されるｎ型ドープ・コンタクト層３の部分を介して、第１の光電子デバイス１０の第１のｎ型オーミック金属コンタクト１１と第２の光電子デバイス１２の第２のｎ型オーミック金属コンタクト１３との間で漏出することを防ぐ。
【００４４】
さらに、上述の改善されたｎ分離を有する本発明に従うＰＩＣ１は、従来のエッチング技術を使用したあまり理想的ではないｎ分離から生じる、いかなる不必要な追加の表面トポロジにも悩まされない。
【００４５】
図４は、第１の光電子デバイス１０の非限定的な例としてＤＢＲレーザ５２、第２の光電子デバイス１２の非限定的な例としてＭＺＭ５３、および出力モニタＰＤ５４が受動光導波路１４を介して、動作可能に互いと接続される、本発明に従うＰＩＣ１の第２の例示的な、非限定的な実施形態の概略上面図を示す。ｎ分離をできる限り良好に確立するために、ＤＢＲレーザ５２、ＭＺＭ５３、および出力モニタＰＤ５４の間のｎ型ドープＩｎＰコンタクト層３をエッチングにより取り去る代わりに、本発明は、３次元で見たときに管状を有する選択ｐ型ドープ領域６をｎ型ドープＩｎＰコンタクト層３に設けることを提案する。選択ｐ型ドープ管状領域６は、ＤＢＲレーザ５２、ＭＺＭ５３、および出力モニタＰＤ５４の周りに配置されて、電荷キャリアが、受動光導波路１４の真下に配置されるｎ型ドープＩｎＰコンタクト層３の部分を介してさえ、ＤＢＲレーザ５２、ＭＺＭ５３、および出力モニタＰＤ５４それぞれのｎ型オーミック金属コンタクトの間で漏出することを防ぐことによって、これらのデバイスのそれぞれのｎ型オーミック金属コンタクトを電気的に分離する。このやり方では、図４に示されるようなＰＩＣ１は、図２に示される既知のＰＩＣにおいて達成されるｎ分離と比較して、著しく改善されたｎ分離を有する。受動光導波路１４の真下に位置するそれぞれの選択ｐ型ドープ管状領域６の部分は、受動光導波路１４内の光学的損失が最小であるように構成されるということに留意されたい。さらに、図４に示される本発明に従うＰＩＣ１は、従来のエッチング技術を使用したあまり理想的ではないｎ分離から生じる、いかなる不必要な追加の表面トポロジにも悩まされない。
【００４６】
図２および図４の比較からは明らかではないが、当業者は、図４に示されるＰＩＣ１のＤＢＲレーザ５２、ＭＺＭ５３、および出力モニタＰＤ５４が、選択ｐ型ドープ管状領域６に関与する改善されたｎ分離に起因して、互いにより密接して配置され得るということを理解するものとする。結果として、図４に示されるような本発明に従うＰＩＣ１の占有域は、図２に示される先行技術のＰＩＣの占有域と比較して低減され得る。
【００４７】
本発明に従うＰＩＣ１のエピタキシャル層スタック２のさらなる詳細、および特に選択ｐ型ドープ領域６に関しては、図５Ａ、図５Ｂ、図６、および図７に関連して論じられる。図５Ａは、本発明に従うＰＩＣの一部のエピタキシャル層スタック２の第１の例示的な、非限定的な実施形態の概略断面図を示す。図５Ａに示されるエピタキシャル層スタック２は、半絶縁性表面層であって、その上で、ｎ型ドープ・コンタクト層３が、上で述べた従来のエピタキシャル技法ＭＯＣＶＤ、ＭＯＶＰＥ、またはＭＢＥのうちの１つを使用して成長される、半絶縁性表面層を少なくとも提供するために、鉄（Ｆｅ）原子を使用して補償される、半絶縁性リン化インジウム（ｓ．ｉ．−ＩｎＰ）、ｐ型ドープ・リン化インジウム（ｐ−ＩｎＰ）、およびｎ型ドープ・リン化インジウム（ｎ−ＩｎＰ）のうちの１つを含む基板１６上で成長される。ｎ型ドープ・コンタクト層３には、図３に示される上記第１の選択ｐ型ドープ管状領域６が設けられる。図５Ａは、図３を考慮して、第１の光電子デバイス１０と第２の光電子デバイス１２との間、かつ図３に示されるＰＩＣ１の受動光導波路１４の非意図的ドープ導波層９の真下に配置される第１の選択ｐ型ドープ管状領域６の分岐の第１の部分１５の断面図を示すにすぎないということに留意されたい。
【００４８】
図５Ａは、第１の選択ｐ型ドープ管状領域６の上記分岐の第１の部分１５が、ｎ型ドープ・コンタクト層３と非意図的ドープ導波層９との間の第２の境界１８から、基板１６内へのｎ型ドープ・コンタクト層３をまたいで、基板１６とｎ型ドープ・コンタクト層３との間の第１の境界１７を超える既定の距離まで延在することを示す。当業者は、ｐ型ドーパントの選択した浸透深さに応じて、選択ｐ型ドープ管状領域６の上記分岐の第１の部分１５が、代替的に、上記第１の境界１７において開始し、上記第２の境界１８において停止するように構成および配置され得ることを理解するものとする。
【００４９】
ｐ型ドープ領域は、それらが過剰な光学的損失を引き起こし得ることが理由で、受動光導波路から遠ざけられなければならないということが当該技術分野において知られている。しかしながら、驚くべきことには、第１の選択ｐ型ドープ管状領域６の上記分岐の第１の部分１５の厚さｔを１μｍ〜１００μｍ、好ましくは２μｍ〜１０μｍに保つことによって、過剰な光学的損失が最小に保たれ得ることが分かっている。
【００５０】
第１の選択ｐ型ドープ管状領域６は、ｐ型ドーパントとして亜鉛（Ｚｎ）を含む。亜鉛原子は、ｎ型ドープＩｎＰコンタクト層３を成長させた後、かつ非意図的ドープ導波層９が成長される前に、５００℃〜６００℃の範囲の温度で拡散プロセスを使用して、ｎ型ドープ・コンタクト層３の既定のエリア内に配置される。
【００５１】
最良の電気的分離パフォーマンスのため、本発明に従うＰＩＣの第１の選択ｐ型ドープ管状領域６は、１×１０１６ｃｍ−３〜２×１０１８ｃｍ−３、好ましくは１×１０１７ｃｍ−３以下の活性化ｐ型ドーピング濃度を有する。ｎ型ドープＩｎＰコンタクト層３の場合、ｐ型ドーピング濃度は、上記第１の選択ｐ型ドープ管状領域を確立するために初期ｎ型ドーピング濃度を補償しなければならない。ｎ型ドープＩｎＰコンタクト層３の活性化ｎ型ドーピング濃度は、低抵抗のｎ型オーミック金属コンタクトを達成するためには、５×１０１８ｃｍ−３ほどでなければならない。したがって、上記高いｎ型ドーピング濃度を補償しながら、再現可能な低いｐ型ドーピング濃度を達成することは問題となり得る。これの解決策は、図５Ｂに関連してより詳細に論じられる。
【００５２】
図５Ａに示されるＰＩＣ１のエピタキシャル層スタック２は、上記非意図的ドープ導波層９の上に配置される、リン化インジウムを含むｐ型ドープ・クラッド層２６と、上記ｐ型ドープ・クラッド層２６の上に配置される、ひ化インジウムガリウムを含むｐ型ドープ・コンタクト層２７とをさらに備える。ｐ型ドープ・コンタクト層２７は、低抵抗のｐ型オーミック金属コンタクトの形成を可能にするために、上記ｐ型ドープ・クラッド層２６よりも高い活性化ｐ型ドーピング濃度を有する。
【００５３】
図５Ａは、ｐ型ドープ・コンタクト層２７に、ｐ型ドープ・コンタクト層２７を中断し、ｐ型ドープ・コンタクト層２７とｐ型ドープ・クラッド層２６との間の第３の境界３１をわずかに超えてｐ型ドープ・クラッド層２６内へ延在する凹部２８が設けられることを示す。このやり方では、凹部２８は、ｐ型ドープ・コンタクト層２７に第１のｐ型ドープ・コンタクト・エリア２９および第２のｐ型ドープ・コンタクト・エリア３０を提供する。凹部２８は、第３の境界３１に平行の方向に見られる、５μｍ〜２００μｍの範囲、好ましくは３０μｍの幅を有する。凹部２８は、上述の範囲内の幅を有して、ｐ型ドープ・コンタクト層２７および真下のｐ型ドープ・クラッド層２６の既定の部分をエッチングにより取り去ることによって提供され得る。このやり方では、本発明に従うＰＩＣ１には、いわゆる電気的ｐ分離、すなわち、ＰＩＣ１の異なる光電子デバイスの部分であり得る第１のｐ型ドープ・コンタクト・エリア２９と第２のｐ型ドープ・コンタクト・エリア３０との間の電気的分離が設けられる。第１のｐ型ドープ・コンタクト・エリア２９および第２のｐ型ドープ・コンタクト・エリア３０には、それぞれのｐ型オーミック金属コンタクトが設けられる。
【００５４】
図５Ａに見られるように、ｎ型ドープ・コンタクト層３は、第１の選択ｐ型ドープ管状領域６の上記分岐の第１の部分１５によって電気的に分離される第１のエリア７および第２のエリア８に分割される。ｐ型ドープ・コンタクト層２７は、凹部２８および凹部２８の真下のｐ型ドープ・クラッド層２６の比較的高抵抗の部分５５によって電気的に分離される上記第１のｐ型ドープ・コンタクト・エリア２９および上記第２のｐ型ドープ・コンタクト・エリア３０に分割される。ｎ型ドープ・コンタクト層３の第１のエリア７およびｐ型ドープ・コンタクト層２７の第１のｐ型ドープ・コンタクト・エリア２９は、ＰＩＣ１の第１の光電子デバイスに属し得る第１のダイオードを形成する。ｎ型ドープ・コンタクト層３の第２のエリア８およびｐ型ドープ・コンタクト層２７の第２のｐ型ドープ・コンタクト・エリア３０は、ＰＩＣ１の第２の光電子デバイスに属し得る第２のダイオードを形成する。当業者は、上記第１のダイオードおよび上記第２のダイオードが、互いに電気的に独立して、順方向バイアスまたは逆方向バイアスに電気的に動作され得ることを理解するものとする。さらに、上記第１および第２の光電子デバイスの上記第１および第２のダイオードは、相互に電気的に分離されるが、それらは、光導波路層９によって光学的に相互接続される。
【００５５】
上記第１の選択ｐ型ドープ管状領域６の上記分岐の第１の部分１５には、図５Ａに単に概略的に示されている第１のｐ型オーミック金属コンタクト１９が設けられ得る。同じことが、ｎ型ドープ・コンタクト層３の第１のエリア７への第１のｎ型オーミック金属コンタクト１１、およびｎ型ドープ・コンタクト層３の第２のエリア８への第２のｎ型オーミック金属コンタクト１３に当てはまる。当業者は、ｎ型ドープ・コンタクト層３の第１のエリア７への第１のｎ型オーミック金属コンタクト１１、ｎ型ドープ・コンタクト層３の第２のエリア８への第２のｎ型オーミック金属コンタクト１３、および上記第１の選択ｐ型ドープ管状領域６の上記分岐の第１の部分１５への第１のｐ型オーミック金属コンタクト１９が、図５Ａに示される断面平面の範囲外であることを理解するものとする。示される平面において、それらは、当然ながら、受動光導波路層９をまたいでいる。
【００５６】
上記第１の選択ｐ型ドープ管状領域６の上記分岐の第１の部分１５への第１のｐ型オーミック金属コンタクト１９の概略的な表示にもかかわらず、当業者は、このやり方では、例えば、バイアス目的のために、上記第１の選択ｐ型ドープ管状領域６の上記分岐の第１の部分１５に電気的に接触することが可能であることを理解するものとする。
【００５７】
例えば、上記第１のｐ型オーミック金属コンタクト１９と上記第１のｎ型オーミック金属コンタクト１１との間、または上記第１のｐ型オーミック金属コンタクト１９と上記第２のｎ型オーミック金属コンタクト１３との間に短絡を配置することが可能である。このやり方では、上述のｎ分離は、ＰＩＣ１が動作されるときに電気的に制御され得る。当業者は、上記第１のｐ型オーミック金属コンタクト１９と、上記第１のｎ型オーミック金属コンタクト１１および第２のｎ型オーミック金属コンタクト１３のうちの一方との間の短絡が、バックエンド金属層のうちの１つの金属層を使用して確立され得ることを理解するものとする。上記第１のダイオードのｎ型ドープ・コンタクト層３の上記第１のエリア７への上記第１のｎ型オーミック金属コンタクト１１と、上記第１の選択ｐ型ドープ管状領域６の上記分岐の第１の部分１５への上記第１のｐ型オーミック金属コンタクト１９との間の、そのような外部に配置された短絡は、ｎ型ドープ・コンタクト層３の第２のエリア８およびｐ型ドープ・コンタクト層２７の第２のｐ型ドープ・コンタクト・エリア３０を備える上記第２のダイオードが、接地部に接続されている第２のｐ型ドープ・コンタクト・エリア３０へのｐ型オーミック金属コンタクトにより逆バイアスであるときに、特に有利であり得る。上記第１のｐ型オーミック金属コンタクト１９と、上記第１のｎ型オーミック金属コンタクト１１および第２のｎ型オーミック金属コンタクト１３のうちの一方との間に短絡がない場合、上記のｎ分離は浮遊である。
【００５８】
図５Ｂは、本発明に従うＰＩＣの一部のエピタキシャル層スタック２の第２の例示的な、非限定的な実施形態の概略断面図を示す。図５Ｂに示されるエピタキシャル層スタック２は、半絶縁性表面層であって、その上で、非意図的ドープＩｎＰ層４が、上で述べた従来のエピタキシャル技法ＭＯＣＶＤ、ＭＯＶＰＥ、またはＭＢＥのうちの１つを使用して成長される、半絶縁性表面層を少なくとも提供するために、鉄（Ｆｅ）原子を使用して補償される、半絶縁性リン化インジウム（ｓ．ｉ．−ＩｎＰ）、ｐ型ドープ・リン化インジウム（ｐ−ＩｎＰ）、およびｎ型ドープ・リン化インジウム（ｎ−ＩｎＰ）のうちの１つを含む基板１６上で成長される。非意図的ドープＩｎＰ層４を成長させた後、これには、ｎ型ドーパントのイオン注入を使用して、第１の選択ｎ型ドープ・コンタクト領域５ａおよび第２の選択ｎ型ドープ・コンタクト領域５ｂが設けられる。２つの選択ｎ型ドープ・コンタクト領域５ａ、５ｂは、低抵抗のｎ型オーミック金属コンタクトの形成を可能にする。
【００５９】
イオン注入プロセス後、２つの選択ｎ型ドープ・コンタクト領域５ａ、５ｂの間の非意図的ドープＩｎＰ層４の部分に、上述の亜鉛拡散プロセスを使用して、上記第１の選択ｐ型ドープ管状領域６が設けられる。亜鉛原子が非意図的ドープＩｎＰ層内へ拡散されるため、ｐ型ドーピング濃度は、図５Ａに関連して説明されたｎ型ドープＩｎＰ層３の場合ほど高い必要がない。図５Ｂに示されるエピタキシャル層スタック２の非意図的ドープ層４の場合、ｐ型ドーパントは、上記非意図的ドープＩｎＰ層４の成長中に導入された可能性のある任意の非意図的ｎ型ドーパントを補償する必要があるだけである。上記非意図的ドープＩｎＰ層４の典型的なバックグラウンド・ドーピング・レベルは、１×１０１７ｃｍ−３未満である。
【００６０】
図５Ｂは、図３を考慮して、第１の光電子デバイス１０と第２の光電子デバイス１２との間、かつ図３に示されるＰＩＣ１の受動光導波路１４の非意図的ドープ導波層９の真下に配置される第１の選択ｐ型ドープ管状領域６の分岐の第１の部分１５の断面図を示すにすぎないことにも留意されたい。当業者は、第１の選択ｐ型ドープ管状領域６の上記分岐の第１の部分１５に関して、図５Ａに関連して上に説明されるものと同じ観察が行われ得ることを理解するものとする。
【００６１】
明快にするため、第１の選択ｐ型ドープ管状領域６は、図３を考慮して、上記第１の選択ｐ型ドープ管状領域６によって囲まれる上記第１の選択ｎ型ドープ・コンタクト領域５ａと、このとき上記第１の選択ｐ型ドープ管状領域６の外側に配置される上記第２の選択ｎ型ドープ・コンタクト領域５ｂとの間に第１の電気的バリアを提供するように構成および配置されることに留意されたい。
【００６２】
図５Ｂに見られるように、ひ化リン化インジウムガリウム（ＩｎＧａＡｓＰ）を含む非意図的ドープ導波層９は、上記非意図的ドープ層４の上に配置される。図３を考慮すると、第１の光電子デバイス１０は、上記第１の選択ｐ型ドープ管状領域６によって囲まれる上記第１の選択ｎ型ドープ・コンタクト領域５ａ内に配置され得る。上記第１の光電子デバイス１０は、上記第１の選択ｎ型ドープ・コンタクト領域５ａ上の第１の位置に配置され得る第１のｎ型オーミック金属コンタクト１１を備える。第２の光電子デバイス１２は、上記第１の選択ｐ型ドープ管状領域６の外側に配置される上記第２の選択ｎ型ドープ・コンタクト領域５ｂ内に配置され得る。上記第２の光電子デバイス１２は、上記第２の選択ｎ型ドープ・コンタクト領域５ｂ上の第２の位置に配置される第２のｎ型オーミック金属コンタクト１３を備える。
【００６３】
図５Ａと同様に、上記第１の選択ｐ型ドープ管状領域６の上記分岐の第１の部分１５への第１のｐ型オーミック金属コンタクト１９、第１の選択ｎ型ドープ・コンタクト領域５ａへの第１のｎ型オーミック金属コンタクト１１、および第２の選択ｎ型ドープ・コンタクト領域５ｂへの第２のｎ型オーミック金属コンタクト１３は、図５Ｂに概略的に示されているにすぎないことに留意されたい。当業者は、これらのコンタクトが、図５Ｂに示される断面平面の範囲外であることを理解するものとする。示される平面において、それらは、当然ながら、受動光導波路層９をまたいでいる。
【００６４】
図５Ａに関連して説明されるものと同様のやり方において、上記第１の選択ｐ型ドープ管状領域６の上記分岐の第１の部分１５への第１のｐ型オーミック金属コンタクト１９は、上述のｎ分離を電気的に制御するために使用され得る。
【００６５】
図５Ｂに見られるように、非意図的ドープ層４の第１の選択ｎ型ドープ・コンタクト領域５ａおよび非意図的ドープ層４の第２の選択ｎ型ドープ・コンタクト領域５ｂは、第１の選択ｐ型ドープ管状領域６の上記分岐の第１の部分１５によって電気的に分離される。ｐ型ドープ・コンタクト層２７は、凹部２８および凹部２８の真下のｐ型ドープ・クラッド層２６の比較的高抵抗の部分５５によって電気的に分離される上記第１のｐ型ドープ・コンタクト・エリア２９および上記第２のｐ型ドープ・コンタクト・エリア３０に分割される。図５Ａに示されるＰＩＣと比較して、上記第１のｐ型ドープ・コンタクト・エリア２９と上記第２のｐ型ドープ・コンタクト・エリア３０との間の電気的分離を改善するために、凹部２８は、ｐ型ドープ・クラッド層２６と非意図的ドープ導波層９との間の第４の境界３２からの既定の距離まで、ｐ型ドープ・クラッド層２６内へさらに延在されている。上記第４の境界３２からの既定の距離は、受動光導波路層９の光導波能力を邪魔しないように、例えば、凹部２８を組み込むためのエッチングの結果としていかなる不必要な光学的損失ももたらすことがないように、０．５μｍ〜５μｍ、好ましくは１μｍ〜２μｍの範囲にあり得る。
【００６６】
この場合、凹部２８は、完全なｐ型ドープ・コンタクト層２７を備える、５μｍ〜２００μｍの範囲、好ましくは３０μｍの幅を有する既定の部分、および既定の部分の幅を横切る方向に見られるｐ型ドープ・クラッド層２６の部分を、上記第４の境界３２からの上記既定の距離までエッチングにより取り去ることによって提供される。このやり方では、図５Ｂに示されるＰＩＣ１に、図５Ａに示されるＰＩＣ１と比較して改善された電気的ｐ分離が設けられる。
【００６７】
図６は、本発明に従うＰＩＣの第３の例示的な、非限定的な実施形態の概略透視図を示す。図３と同様に、図６に示されるＰＩＣ１は、リン化インジウム（ＩｎＰ）を含むｎ型ドープ・コンタクト層３を備えるエピタキシャル層スタック２を有する半導体ウェハを備える。ｎ型ドープ・コンタクト層３には、第１の選択ｐ型ドープ管状電流阻止領域６、および第１の選択ｐ型ドープ管状領域６の周りに配置され、かつそこから予め定められた距離にある第２の選択ｐ型ドープ管状電流阻止領域２０が設けられる。第２の選択ｐ型ドープ管状領域２０は、第２の部分２１が上記第１の光電子デバイス１０と上記第２の光電子デバイス１２との間の上記受動光導波路１４の真下に配置される、分岐を備える。当業者は、図３に示されるＰＩＣと共通点を有する図６に示されるＰＩＣの技術的特徴に関する検討事項が同じであることを理解するものとする。明快にするため、これらの検討事項は、繰り返されない。図７を考慮して、第２の選択ｐ型ドープ管状領域２０に関するさらなる詳細が説明される。
【００６８】
図７は、本発明に従うＰＩＣ１、例えば、図６に示されるＰＩＣの一部のエピタキシャル層スタック２の第３の例示的な、非限定的な実施形態の概略断面図を示す。図７の断面図において、第２の選択ｐ型ドープ管状領域２０の第２の部分２１は、受動光導波路１４の非意図的ドープ導波層９の真下の第１の選択ｐ型ドープ管状領域６の第１の部分１５からの予め定められた距離に、ｎ型ドープ・コンタクト層３内に配置される。ｎ型ドープ・コンタクト層３の第３のエリア２３は、第１の選択ｐ型ドープ領域６の第１の部分１５と第２の選択ｐ型ドープ領域２０の第２の部分２１との間に配置される。当業者は、第２の選択ｐ型ドープ管状領域２０が、上記第１の選択ｐ型ドープ管状領域６および上記第２の選択ｐ型ドープ管状領域２０の両方によって囲まれるｎ型ドープ・コンタクト層３の第１のエリア７と、上記第１の選択ｐ型ドープ管状領域６および上記第２の選択ｐ型ドープ管状領域２０の両方の外側に配置される上記ｎ型ドープ・コンタクト層３の第２のエリア８との間に第２の電気的バリアを提供することを理解するものとする。上記第２の選択ｐ型ドープ管状領域２０を提供することによって、ｎ型オーミック金属コンタクトが設けられる、第１の光電子デバイスのｎ型ドープ・コンタクト領域と、第２の光電子デバイスのｎ型ドープ・コンタクト領域との間の上述のｎ分離は、さらに改善され得る。当業者は、互いの周りに配置される２つ以上の選択ｐ型ドープ管状電流阻止領域を備えるＰＩＣもまた、本発明の範囲内に入るということを理解するものとする。互いの周りに配置される２つ以上の選択ｐ型ドープ管状領域は、特定の用途に必要とされる分離のレベルに応じて要求され得る。
【００６９】
図７に示される実施形態において、第１の選択ｐ型ドープ管状領域６および第２の選択ｐ型ドープ管状領域２０の両方が、ｐ型ドーパントとして亜鉛を含み、両方が、１×１０１６ｃｍ−３〜２×１０１８ｃｍ−３、好ましくは１×１０１７ｃｍ−３以下の活性化ｐ型ドーピング濃度を有する。本発明の範囲内に入る他の例示的な実施形態によると、第１および第２の選択ｐ型ドープ管状領域６、２０に使用されるｐ型ドーパント原子の種類は異なってもよい。同じことが、活性化ｐ型ドーピング濃度にも当てはまる。当業者は、好適なｐ型ドーパント原子および活性化ｐ型ドーピング濃度を知っているものとする。
【００７０】
上記受動光導波路１４の非意図的ドープ導波層９の真下に配置される、上記第１の選択ｐ型ドープ管状領域６の少なくとも第１の部分１５および上記第２の選択ｐ型ドープ管状領域２０の少なくとも第２の部分２１が各々、１μｍ〜１００μｍ、好ましくは２μｍ〜１０μｍの厚さｔを有することに留意されたい。驚くべきことには、第１の選択ｐ型ドープ管状領域６の少なくとも上記第１の部分１５、および第２の選択ｐ型ドープ管状領域２０の少なくとも上記第２の部分２１の上記厚さｔを、１μｍ〜１００μｍ、好ましくは２μｍ〜１０μｍに保つことによって、上記受動光導波路１４内の不必要な追加の光学的損失が最小に保たれ得ることが分かっている。
【００７１】
当業者は、本発明の範囲内に入るエピタキシャル層スタック２の別の例示的な実施形態によると、第１および第２の選択ｐ型ドープ管状領域６、２０もまた、基板１６上で成長される非意図的ドープＩｎＰ層の選択ｎ型ドープ・コンタクト領域の間に提供され得ることを理解するものとする。
【００７２】
さらに、図７は、上記第１の選択ｐ型ドープ管状領域６の第１の部分１５および上記第２の選択ｐ型ドープ管状領域２０の第２の部分２１の両方が、ｎ型ドープ・コンタクト層３と非意図的ドープ導波層９との間の第２の境界１８から、基板１６とｎ型ドープ・コンタクト層３との間の第１の境界１７を超えて、基板１６内への既定の距離まで延在することを示す。本発明の範囲内に入る他の例示的な実施形態によると、上記第１の選択ｐ型ドープ管状領域６および上記第２の選択ｐ型ドープ管状領域２０のうちの一方は、上記第２の境界１８から上記第１の境界１７まで延在するように配置されるが、他方は、上記第１の境界１７を超えて延在するように配置される、ということも可能である。
【００７３】
図５Ａおよび図５Ｂに関連して上に説明されるように、図７は、選択ｐ型ドープ管状領域６の第１の部分１５に、第１のｐ型オーミック金属コンタクト１９が設けられ、第２の選択ｐ型ドープ管状領域２０の第２の部分２１に、第２のｐ型オーミック金属コンタクト２２が設けられることを概略的に示す。このやり方では、例えば、バイアス目的のために、第１の選択ｐ型ドープ管状領域６の第１の部分１５および第２の選択ｐ型ドープ管状領域２０の第２の部分２１に電気的に接触することが可能である。上に説明されるように、第１および第２の選択ｐ型ドープ領域に接触することが、ｎ分離の電気的制御を可能にする。
【００７４】
さらに、図７は、選択ｐ型ドープ管状領域６の第１の部分１５と第２の選択ｐ型ドープ領域２０の第２の部分２１との間に配置されるｎ型ドープ・コンタクト層３の第３のエリア２３に、第３のｎ型オーミック金属コンタクト２５が設けられることを概略的に示す。当業者は、短絡が、第１のｐ型オーミック金属コンタクト１９と、第１のｎ型オーミック金属コンタクト１１、第２のｎ型オーミック金属コンタクト１３、および第３のｎ型オーミック金属コンタクト２５のうちの１つとの間、ならびに／または、第２のｐ型オーミック金属コンタクト２２と、第１のｎ型オーミック金属コンタクト１１、第２のｎ型オーミック金属コンタクト１３、および第３のｎ型オーミック金属コンタクト２５のうちの１つとの間に配置され得ることを理解するものとする。
【００７５】
図５Ａおよび図５Ｂに関連して説明されるように、当業者は、図７に概略的に示されるそれぞれのｎ型オーミック金属コンタクトおよびｐ型オーミック金属コンタクトが、示される断面平面の範囲外であることを理解するものとする。これらのコンタクトの間に確立され得るそれぞれの短絡は、バックエンド金属層のうちの少なくとも１つの金属層を使用して組み込まれ得る。上記第１のｐ型オーミック金属コンタクト１９と、上記第１のｎ型オーミック金属コンタクト１１、第２のｎ型オーミック金属コンタクト１３、および第３のｎ型オーミック金属コンタクト２５のうちの１つとの間に短絡がない場合、上記第１の選択ｐ型ドープ管状領域６によって提供されるｎ分離は浮遊である。同様に、上記第２のｐ型オーミック金属コンタクト２２と、上記第１のｎ型オーミック金属コンタクト１１、第２のｎ型オーミック金属コンタクト１３、および第３のｎ型オーミック金属コンタクト２５のうちの１つとの間に短絡がない場合、上記第２の選択ｐ型ドープ管状領域２０によって提供されるｎ分離は浮遊である。したがって、ｎ分離の各々は、電気的に制御されるか、浮遊であるかのいずれかであり得る。
【００７６】
図８Ａ〜図８Ｄは、本発明に従う方法の第１の例示的な、非限定的な実施形態を使用して製造される半導体ウェハ５６の第１の例示的な、非限定的な実施形態の概略断面図を示す。半導体ウェハ５６は、本発明に従うＰＩＣの製造を可能にする。
【００７７】
図８Ａは、本方法の第１の実施形態の第１および第２のプロセス・ステップの結果を示す。第１のプロセス・ステップにおいて、少なくとも半絶縁性表面層を提供するために鉄（Ｆｅ）原子を使用して補償される、半絶縁性リン化インジウム（ｓ．ｉ．−ＩｎＰ）、ｐ型ドープ・リン化インジウム（ｐ−ＩｎＰ）、ｎ型ドープ・リン化インジウム（ｎ−ＩｎＰ）のうちの１つを含む基板１６が提供される。第２のプロセス・ステップにおいて、リン化インジウムを含むｎ型ドープ・コンタクト層３が、従来のエピタキシャル成長技法ＭＯＣＶＤ、ＭＯＶＰＥ、およびＭＢＥのうちの任意の１つを使用して、基板１６の上で成長される。
【００７８】
図８Ｂは、本方法の第１の実施形態の第３、第４、および第５のプロセス・ステップの結果を示す。第３のプロセス・ステップにおいて、マスキング層３４が、上記ｎ型ドープ・コンタクト層３の上に被着される。マスキング層３４は、酸化ケイ素（ＳｉＯｘ）および窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）のうちの少なくとも一方を含む。第４のプロセス・ステップにおいて、リソグラフィ・プロセスに続く第１の選択的エッチング・プロセスが、マスキング層３４内に管状凹部を提供して、ｎ型ドープ・コンタクト層３の表面エリア３６を露出するために使用される。図８Ｂの断面図では、管状凹部の第１の部分３５のみが示される。第５のプロセス・ステップにおいて、亜鉛（Ｚｎ）原子などのｐ型ドーパントを、露出した表面エリア３６を介して、ｎ型ドープ・コンタクト層３内へ拡散するために拡散プロセスが使用される。このやり方では、第１の選択ｐ型ドープ管状電流阻止領域６は、例えば、図３および図５Ａに関連して説明されているように、ｎ型ドープ・コンタクト層３内に提供される。第１の選択ｐ型ドープ管状電流阻止領域６は、１×１０１６ｃｍ−３〜２×１０１８ｃｍ−３、好ましくは１×１０１７ｃｍ−３以下の活性化ｐ型ドーピング濃度を有する。第１の選択ｐ型ドープ管状電流阻止領域６を提供することによって、第１の選択ｐ型ドープ管状電流阻止領域６によって囲まれるｎ型ドープ・コンタクト層３の第１のエリア７が確立され、上記第１の選択ｐ型ドープ管状電流阻止領域６の外側に配置されるｎ型ドープ・コンタクト層３の第２のエリア８が確立される。図８Ｂの断面図では、第１の選択ｐ型ドープ管状領域６の第１の部分１５のみが示される。当業者は、特定の用途に必要とされる電流阻止の度合いに応じて、図６および図７に関連して説明されているように、互いを囲む複数の選択ｐ型ドープ管状電流阻止領域が配置され得ることを理解するものとする。
【００７９】
図８Ｃは、本方法の第１の実施形態の第６のプロセス・ステップの結果を示す。第６のプロセス・ステップにおいて、第２の選択的エッチング・プロセスが、ｎ型ドープ・コンタクト層３からマスキング層３４の残部３７を選択的に除去するために使用される。
【００８０】
図８Ｄは、本方法の第１の実施形態の第７、第８、および第９のプロセス・ステップの結果を示す。第７のプロセス・ステップにおいて、ひ化リン化インジウムガリウム（ＩｎＧａＡｓＰ）を含む非意図的ドープ導波層９は、第１の選択ｐ型ドープ管状領域６を備えるｎ型ドープ・コンタクト層３の上でエピタキシャルに成長される。非意図的ドープ導波層９は、半導体ウェハ５６上に製造される第１の光電子デバイスと第２の光電子デバイスとの光通信を可能にする受動光導波路の製造を可能にする。第１の光電子デバイスのｎ型オーミック金属コンタクトは、第１の選択ｐ型ドープ管状電流阻止領域６によって、第２の光電子デバイスのｎ型オーミック金属コンタクトから電気的に分離される。
【００８１】
第８のプロセス・ステップにおいて、リン化インジウム（ＩｎＰ）を含むｐ型ドープ・クラッド層２６が、非意図的ドープ導波層９の上でエピタキシャルに成長される。第９のプロセス・ステップにおいて、ひ化インジウムガリウム（ＩｎＧａＡｓ）を含むｐ型ドープ・コンタクト層２７が、上記ｐ型ドープ・クラッド層２６の上でエピタキシャルに成長される。ｐ型ドープ・コンタクト層２７は、低抵抗のｐ型オーミック金属コンタクトの形成を可能にするために、ｐ型ドープ・クラッド層２６よりも高い活性化ｐ型ドーピング濃度を有する。
【００８２】
図９Ａ〜図９Ｄは、本発明に従う方法の第２の例示的な、非限定的な実施形態を使用して製造される半導体ウェハ５６の第２の例示的な、非限定的な実施形態の概略断面図を示す。半導体ウェハ５６は、本発明に従うＰＩＣの製造を可能にする。
【００８３】
図９Ａは、本方法の第２の実施形態の第１および第２のプロセス・ステップの結果を示す。第１のプロセス・ステップにおいて、少なくとも半絶縁性表面層を提供するために鉄（Ｆｅ）原子を使用して補償される、半絶縁性リン化インジウム（ｓ．ｉ．−ＩｎＰ）、ｐ型ドープ・リン化インジウム（ｐ−ＩｎＰ）、ｎ型ドープ・リン化インジウム（ｎ−ＩｎＰ）のうちの１つを含む基板１６が提供される。第２のプロセス・ステップにおいて、リン化インジウムを含む非意図的ドープ層４が、従来のエピタキシャル成長技法ＭＯＣＶＤ、ＭＯＶＰＥ、およびＭＢＥのうちの任意の１つを使用して、基板１６の上で成長される。
【００８４】
図９Ｂは、本方法の第２の実施形態の第３、第４、および第５のプロセス・ステップの結果を示す。第３のプロセス・ステップにおいて、第１のマスキング層３８が、非意図的ドープ層４の上に、かつそれを完全に被覆して被着される。第１のマスキング層３８は、酸化ケイ素（ＳｉＯｘ）および窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）のうちの少なくとも一方を含む。第４のプロセス・ステップにおいて、第１のリソグラフィ・プロセスに続く第１の選択的エッチング・プロセスが、第１のマスキング層３８の部分を選択的に除去して、非意図的ドープ層４の第１の表面エリア４１および第２の表面エリア４２を露出するために使用される。第５のプロセス・ステップにおいて、イオン注入プロセスが、ｎ型ドーパントのイオンを第１の表面エリア４１および第２の表面エリア４２を介して非意図的ドープ層４内へ注入して、それぞれ、非意図的ドープ層４に第１の選択ｎ型ドープ・コンタクト領域５ａおよび第２の選択ｎ型ドープ・コンタクト領域５ｂを提供するために使用される。第６のプロセス・ステップ（図示されない）において、第２の選択的エッチング・プロセスが、第１の選択ｎ型ドープ・コンタクト領域５ａと第２の選択ｎ型ドープ・コンタクト領域５ｂとの間の非意図的ドープ層４の部分を被覆する第１のマスキング層３８の残りを選択的に除去するために使用される。第７のプロセス・ステップ（図示されない）において、基板１６、ならびに第１の選択ｎ型ドープ・コンタクト領域５ａおよび第２の選択ｎ型ドープ・コンタクト領域５ｂを備える非意図的ドープ層４は、イオン注入プロセスによって引き起こされるいかなる結晶損傷も修復するためにアニーリング・プロセスに供される。
【００８５】
図９Ｃは、本方法の第２の実施形態の第８、第９、および第１０のプロセス・ステップの結果を示す。第８のプロセス・ステップにおいて、第２のマスキング層４４が、第１の選択ｎ型ドープ・コンタクト領域５ａおよび第２の選択ｎ型ドープ・コンタクト領域５ｂを備える非意図的ドープ層４の上に被着される。第２のマスキング層４４は、酸化ケイ素（ＳｉＯｘ）および窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）のうちの少なくとも一方を含む。
【００８６】
第９のプロセス・ステップにおいて、第２のリソグラフィ・プロセスに続く第３の選択的エッチング・プロセスが、第２のマスキング層４４内に管状凹部を提供して、第１の選択ｎ型ドープ・コンタクト領域５ａと第２の選択ｎ型ドープ・コンタクト領域５ｂとの間の非意図的ドープ層４の部分の表面エリア４６を露出するために使用される。露出した表面エリア４６は、例えば、第１の選択ｎ型ドープ・コンタクト領域５ａを囲むように配置される。図９Ｃの断面図では、管状凹部の第１の部分４５のみが示される。
【００８７】
第１０のプロセス・ステップにおいて、拡散プロセスが、亜鉛（Ｚｎ）原子などのｐ型ドーパントを、上記表面エリア４６を介して第１の選択ｎ型ドープ・コンタクト領域５ａと第２の選択ｎ型ドープ・コンタクト領域５ｂとの間の非意図的ドープ層４の部分内へ拡散して、この例によると第１の選択ｎ型ドープ・コンタクト領域５ａを囲むように配置される第１の選択ｐ型ドープ管状電流阻止領域６を規定するために使用される。このやり方では、第１の選択ｐ型ドープ管状電流阻止領域６は、例えば、図３および図５Ｂに説明されているように、非意図的ドープ層４内に提供される。第１の選択ｐ型ドープ管状電流阻止領域６は、１×１０１６ｃｍ−３〜２×１０１８ｃｍ−３、好ましくは１×１０１７ｃｍ−３以下の活性化ｐ型ドーピング濃度を有する。亜鉛原子が非意図的ドープＩｎＰ層内へ拡散されるため、ｐ型ドーピング濃度は、例えば、図５Ａおよび図８Ｂに関連して説明されたｎ型ドープＩｎＰ層３の場合ほど高い必要がない。図９Ｃに示される非意図的ドープ層４の場合、ｐ型ドーパントは、上記非意図的ドープＩｎＰ層４の成長中に導入された可能性のある任意の非意図的ｎ型ドーパントを補償する必要があるだけである。上記非意図的ドープＩｎＰ層４の典型的なバックグラウンド・ドーピング・レベルは、１×１０１７ｃｍ−３未満である。図９Ｃの断面図では、第１の選択ｐ型ドープ管状領域６の第１の部分１５のみが示されるということに留意されたい。当業者は、特定の用途に必要とされる電流阻止の度合いに応じて、図６および図７に関連して説明されているように、互いを囲む複数の選択ｐ型ドープ管状電流阻止領域が配置され得ることを理解するものとする。
【００８８】
図９Ｄは、本方法の第２の実施形態の第１１のプロセス・ステップの結果を示す。第１１のプロセス・ステップにおいて、第４の選択的エッチング・プロセスが、第１の選択ｎ型ドープ・コンタクト領域５ａおよび第２の選択ｎ型ドープ・コンタクト領域５ｂならびに第１の選択ｐ型ドープ管状領域６を備える非意図的ドープ層４から、第２のマスキング層４４の残部４７を選択的に除去するために使用される。
【００８９】
図９Ｅは、本方法の第２の実施形態の第１２、第１３、および第１４のプロセス・ステップの結果を示す。第１２のプロセス・ステップにおいて、ひ化リン化インジウムガリウム（ＩｎＧａＡｓＰ）を含む非意図的ドープ導波層９が、第１の選択ｎ型ドープ・コンタクト領域５ａおよび第２の選択ｎ型ドープ・コンタクト領域５ｂならびに第１の選択ｐ型ドープ管状領域６を備える非意図的ドープ層４の上でエピタキシャルに成長される。非意図的ドープ導波層９は、半導体ウェハ５６上に製造される第１の光電子デバイスと第２の光電子デバイスとの光通信を可能にする受動光導波路の製造を可能にする。第１の光電子デバイスのｎ型オーミック金属コンタクトは、第１の選択ｐ型ドープ管状電流阻止領域６によって、第２の光電子デバイスのｎ型オーミック金属コンタクトから電気的に分離される。
【００９０】
第１３のプロセス・ステップにおいて、リン化インジウム（ＩｎＰ）を含むｐ型ドープ・クラッド層２６が、非意図的ドープ導波層９の上でエピタキシャルに成長される。第１４のプロセス・ステップにおいて、ひ化インジウムガリウム（ＩｎＧａＡｓ）を含むｐ型ドープ・コンタクト層２７が、ｐ型ドープ・クラッド層２６の上でエピタキシャルに成長される。ｐ型ドープ・コンタクト層２７は、低抵抗のｐ型オーミック金属コンタクトの形成を可能にするために、ｐ型ドープ・クラッド層２６よりも高い活性化ｐ型ドーピング濃度を有する。
【００９１】
図１０は、本発明に従うＰＩＣ１を備える光電子システム３３の概略図を示す。本発明に従う光電子システム３３は、有利には、例えば、電気通信用途に適用され得る。
【００９２】
本発明は、第１の光電子デバイス１０および第２の光電子デバイス１２を備えるフォトニック集積回路１であって、第１の光電子デバイス１０および第２の光電子デバイス１２が、ひ化リン化インジウムガリウムを含む非意図的ドープ導波層９内に製造される受動光導波路１４によって光学的に相互接続される上記第１および第２の光電子デバイスのそれぞれのｎ型コンタクト領域の間に電気的バリアを提供するための少なくとも１つの選択ｐ型ドープ管状領域６が設けられるｎ型リン化インジウム・ベースのコンタクト層３を備えるエピタキシャル層スタック２を有する半導体ウェハ上に製造され、上記非意図的ドープ導波層が、上記ｎ型コンタクト層の上に配置され、上記少なくとも１つの選択ｐ型ドープ管状領域の第１の部分１５が、上記第１の光電子デバイスと第２の光電子デバイスとの間の上記受動光導波路の真下に配置される、フォトニック集積回路に関すると要約され得る。本発明はまた、上記フォトニック集積回路を備える光電子システム３３に関する。
【００９３】
本発明の範囲が、先に論じられた例に限定されず、それらのいくつかの変更および修正形態が、添付の特許請求の範囲によって規定される本発明の範囲から逸脱することなく可能であることは、当業者には明らかである。特に、本発明の様々な態様の特定の特徴の組み合わせがなされてもよい。本発明の態様は、本発明の別の態様に関連して説明された特徴を追加することによって、さらに有利に強化され得る。本発明は、図および説明内で詳細に例証および説明されているが、そのような例証および説明は、例証的または例示的であるにすぎず、限定的ではないと見なされるべきである。
【００９４】
本発明は、開示される実施形態に限定されない。開示された実施形態に対する変形は、図、説明、および添付の特許請求の範囲の研究から、特許請求される発明を実践する当業者によって理解および達成され得る。特許請求の範囲において、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語は、他のステップまたは要素を除外せず、不定冠詞「ａ」または「ａｎ」は、複数を除外しない。特定の手段が相互に異なる従属請求項内で列挙されるということだけでは、これらの手段の組み合わせを有利に使用することができないということは示さない。請求項内の任意の参照番号は、本発明の範囲を制限すると見なされるべきではない。
【符号の説明】
【００９５】
１  フォトニック集積回路（ＰＩＣ）
２  エピタキシャル層スタック
３  ｎ型ドープ・コンタクト層
４  非意図的ドープ層
５ａ  非意図的ドープ層の第１の選択ｎ型ドープ・コンタクト領域
５ｂ  非意図的ドープ層の第２の選択ｎ型ドープ・コンタクト領域
６  第１の選択ｐ型ドープ管状領域
７  ｎ型ドープ・コンタクト層の第１のエリア
８  ｎ型ドープ・コンタクト層の第２のエリア
９  非意図的ドープ導波層
１０  第１の光電子デバイス
１１  第１のｎ型オーミック金属コンタクト
１２  第２の光電子デバイス
１３  第２のｎ型オーミック金属コンタクト
１４  受動光導波路
１５  第１の選択ｐ型ドープ管状領域の第１の部分
１６  基板
１７  基板とｎ型ドープ・コンタクト層または非意図的ドープ層との間の第１の境界
１８  ｎ型ドープ・コンタクト層または非意図的ドープ層と非意図的ドープ導波層との間の第２の境界
１９  第１のｐ型オーミック金属コンタクト
２０  第２の選択ｐ型ドープ管状領域
２１  第２の選択ｐ型ドープ管状領域の第２の部分
２２  第２のｐ型オーミック金属コンタクト
２３  ｎ型ドープ・コンタクト層の第３のエリア
２５  第３のｎ型オーミック金属コンタクト
２６  ｐ型ドープ・クラッド層
２７  ｐ型ドープ・コンタクト層
２８  ｐ型ドープ・コンタクト層内の凹部
２９  第１のｐ型ドープ・コンタクト・エリア
３０  第２のｐ型ドープ・コンタクト・エリア
３１  ｐ型ドープ・コンタクト層とｐ型ドープ・クラッド層との間の第３の境界
３２  ｐ型ドープ・クラッド層と非意図的ドープ導波層との間の第４の境界
３３  光電子システム
３４  マスキング層
３５  マスキング層内の管状凹部の第１の部分
３６  ｎ型ドープ・コンタクト層の露出した表面エリア
３７  マスキング層の残部
３８  第１のマスキング層
４１  非意図的ドープ層の露出した第１の表面エリア
４２  非意図的ドープ層の露出した第２の表面エリア
４４  第２のマスキング層
４５  第２のマスキング層内の管状凹部の第１の部分
４６  非意図的ドープ層の露出した表面エリア
４７  第２のマスキング層の残部
４８  導波構造体
４９  ＰＩＮダイオード
５０  ｐ型オーミック金属コンタクト
５１  ｎ型オーミック金属コンタクト
５２  分布Ｂｒａｇｇ反射器（ＤＢＲ）レーザ
５３  マッハ・ツェンダ変調器（ＭＺＭ）
５４  出力モニタ・フォトダイオード（ＰＤ）
５５  ｐ型ドープ・クラッド層の比較的高抵抗の部分
５６  半導体ウェハ
【図１】
2020134943.tif 000003
【図２】
2020134943.tif 000004
【図３】
2020134943.tif 000005
【図４】
2020134943.tif 000006
【図５Ａ】
2020134943.tif 000007
【図５Ｂ】
2020134943.tif 000008
【図６】
2020134943.tif 000009
【図７】
2020134943.tif 000010
【図８Ａ】
2020134943.tif 000011
【図８Ｂ】
2020134943.tif 000012
【図８Ｃ】
2020134943.tif 000013
【図８Ｄ】
2020134943.tif 000014
【図９Ａ】
2020134943.tif 000015
【図９Ｂ】
2020134943.tif 000016
【図９Ｃ】
2020134943.tif 000017
【図９Ｄ】
2020134943.tif 000018
【図９Ｅ】
2020134943.tif 000019
【図１０】
2020134943.tif 000020