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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf einen Lichtmodulator
zur Modulierung eines Laserstrahls und im besonderen auf einen Hochgeschwindigkeitslichtmodulator
einer Art, welche in einem optischen Hochgeschwindigkeitsfaserkommunikationssystem
verwendet wird. Die vorliegende Erfindung bezieht sich ebenfalls
auf ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Lichtmodulators.
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In
dem optischen Hochgeschwindigkeitsfaserkommunikationssystem wird
ein erheblicher Betrag von Daten unter Verwendung von Halbleiterlaserstrahlen
und optischen Fasern übertragen.
Es werden daher Laserstrahlen benötigt, welche mit einer hohen
Geschwindigkeit moduliert werden können. Mit einem herkömmlichen
direkten Modulationssystem, bei welchem der in einen Einmodenhalbleiterlaser
injizierte elektrische Strom moduliert wird, um den modulierten
Ausgangslaserstrahl bereitzustellen, ist eine Änderung der Wellenlänge, die
sich aus einer Änderung
der Dichte der injizierten Ladungsträger ergibt (d.h. Wellenlängenchirpen),
derart grundlegend, dass das herkömmliche direkte Modulationssystem
nicht bei einer Hochgeschwindigkeitsmodulation von 10Gbps oder mehr
verwendet werden kann.
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Im
Hinblick auf die obigen Ausführungen
ist als Alternative zu dem direkten Modulationssystem ein externes
Modulationssystem für
Betroffene zum Anziehungspunkt geworden, wobei ein Lichtmodulator,
welcher ein geringes Chirpen aufweist und außerhalb von einem Halbleiterlaser
angeordnet ist, zur Modulierung des Laserstrahls vewendet wird,
während
der dem Halbleiterlaser injzierte Strom festgelegt ist. Die kombinierte
Modulator- und Laseranordnung ist in 7 mit dem
Bezugszeichen 60 dargestellt, wobei ein Lichtmodulator,
ein Einmodenhalbleiterlaser und ein Isola tor, welcher den Lichtmodulator und
den Halbleiterlaser voneinander trennt, integriert zusammen auf
einem Halbleiterchip gebildet sind. Da keine Schaltung zwischen
dem Modulator und dem Laser benötigt
wird, besitzt die darin dargestellte kombinierte Modulator- und
Laseranordnung 60 eine hohe praktische Verwendbarkeit und
ist äußerst wichtig
als Schlüsselvorrichtung
für eine
optische Faserkommunkation eines großen Betrags von Daten.
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Der
Lichtmodulator wird im folgenden beschrieben. Wie in 8A dargestellt
enthält
der Lichtmodulator 70 ein InP-Halbleitersubstrat 52,
auf welchem eine Halbleitermesaschicht 56 einer vorbestimmten
Breite, welche eine Lichtabsorptionsschicht 51 enthält, und
eine Halbleiterbondinselschicht 55 gebildet sind. Der dem
Lichtmodulator 70 eingegebene Laserstrahl wird durch die
Lichtabsorptionsschicht 51 moduliert. Insbesondere wird
durch Anlegen einer Spannung an die Bondinselelektrode 55a ein
elektrisches Feld von einer Elektrode 54, welche die Halbleitermesaschicht 56 bedeckt,
der Lichtabsorptionsschicht 51 aufgebracht, und es wird
durch Verschieben der Absorptionswellenlänge der Lichtabsorptionsschicht 51 der
eingegebene Laserstrahl moduliert.
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Wie
in 8B dargestellt ist ein Graben 57 zwischen
der Halbleitermesaschicht 56 und der Halbleiterbondinselschicht 55 zur
Trennung der Halbleiterschichten 55 und 56 von
anderen Halbleiterschichten gebildet. Die Oberflächen der Halbleitermesaschicht 56,
der Halbleiterbondinselschicht 55 und der Graben 57 sind
mit einer zusammenhängenden
Isolierungsschicht 53 bedeckt. Die Bondinselelektrode 55a und
die Elektrode 54 sind durch eine metallische Schicht gebildet,
welche die Isolierungsschicht 53 kontinuierlich bedeckt,
während
die Elektrode 54 in einem ohmschen Kontakt mit der Halbleitermesaschicht 56 durch
eine in der Isolierungsschicht 53 definierte Öffnung gehalten
wird.
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Das
herkömmliche
Verfahren zur Herstellung des herkömmlichen Lichtmodulators ist
in 9A bis 9C dargestellt.
Entsprechend 9A lässt man eine vorbestimmte kristalline
Schicht auf dem InP-Substrat 52 epitaxial aufwachsen, um
die Halbleitermesaschicht 56 der vorbestimmten Breite einschließlich der
Lichtabsorptionsschicht 51, des Grabens 57 und
der Halbleiterbondinselschicht 55 zu bilden. Danach wird
wie in 9B dargestellt die Isolierungsschicht 53 aus
SiO2 mit einer Schichtdicke von etwa 400
nm (4000 Å)
derart gebildet, dass die gesamte Oberfläche des InP-Substrats 52 bedeckt wird.
Nachdem ein Fenster für
den ohmschen Kontakt in einer oberen Oberfläche der Halbleitermesaschicht 54 einschließlich der
Lichtabsorptionsschicht 51 gebildet worden ist, wird die
metallische Schicht an einem vorbestimmten Ort wie in 9C dargestellt
gebildet, um die Bondinselelektrode 55a und die Elektrode 54 fertigzustellen.
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Bezüglich des
Lichtmodulators, welcher für eine
Hochgeschwindigkeitsmodulation verwendet wird, ist es nötig, die
statische Kapazität
(hiernach als "parasitäre statische
Kapazität" bezeichnet) zu verringern,
welche zwischen den Oberflächenelektroden (der
Bondinselelektrode 55a und der Elektrode 54) und
einer Rückseitenelektrode
gebildet wird. Die parasitäre
statische Kapazität
des Lichtmodulators wird durch die Summe der parasitären statischen
Kapazität
der Messschicht 56 zuzüglich
der parasitären
statischen Kapazität
der Bondinselschicht 55 ausgedrückt. Zur Reduzierung der parasitären statischen Kapazität des Lichtmodulators
sind in jüngster
Vergangenheit Versuche durchgeführt
worden, den Oberflächenbereich
der Messschicht 54 und der Bondinselschicht 55 durch
Bilden des Grabens 57 dazwischen zu minimieren.
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Es
wurde jedoch herausgefunden, dass bezüglich des Chirpens von Licht,
welches sich durch die Lichtabsorptionsschicht 51 fortpflanzt,
die Breite der Messschicht 56 lediglich auf eine bestimmte
beschränkte
Dimension verringert werden kann. Was den Bondoberflächenbereich
der Bondverdrahtung anbelangt, wird die Größe der Bondinselschicht 55 auf
etwa 50 × 50 μm begrenzt.
Somit ist die Annäherung
zur Verringerung des Oberflächenbereichs
der Messschicht 56 und der Bondinselschicht 55 in
einem Versuch zur Verringerung der parasitären statischen Kapazität beschränkt, und
daher ist es schwierig, eine hinreichende Hochgeschwindigkeitsmodulationscharakteristik
zu erzielen.
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Die
EP 0 662 627 A1 offenbart
einen Lichtmodulator mit einem Halbleitersubstrat, einem Messabschnitt,
einem Bondinselbildungsabschnitt und einer Isolierungsschicht nach
dem Anspruch 1 der vorliegenden Erfindung. Der Lichtmodulator weist
ferner eine Elektrode auf, die über
dem Bondinselbildungsabschnitt gebildet ist und über eine Öffnung elektrisch mit dem Messabschnitt
verbunden ist. Bei dem hierin offenbarten Lichtmodulator kann durch
eine spezielle Anordnung unterschiedlicher Schichten um eine Lichtabsorptionsschicht
u.a. das Extinktionsverhältnis
ER des Modulators verbessert werden. In der Druckschrift wird ebenso
eine Methode zur Verringerung der Kapazität des Lichtmodulators offenbart. Hierbei
wird die Kapazität
von Abschnitten, die Teil einer Einbettungsschicht um den Messabschnitt
des Modulators herum sind, gesenkt. Die parasitäre statische Kapazität zwischen
der Bondinselelektrode und der Rückseitenelektrode,
die einem Summand der gesamten parasitären statischen Kapazität des Modulators
entspricht, wird bei diesem Modulator jedoch nicht verringert.
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Ein
Lichtmodulator, der einen Lichtstrahl durch wechselnde Absorption
moduliert, wird von Y. Noda, M. Suzuki, Y. Kushiro, S. Akiba in
ihrer Veröffentlichung "High-speed electroabsorption
modulator with striploaded GaInAsP planar waveguide", J. Lightwave Techn.
Vol. LT-4, Nr. 10, Seiten 1445–1453,
1986, offenbart.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es daher, die oben beschriebenen
Schwierigkeiten zu beseitigen und insbesondere einen verbesserten Lichtmodulator
zu schaffen, welcher zur Erzielung einer Hochgeschwindigkeitslichtmo dulation
geeignet ist, wobei die parasitäre
statische Kapazität
reduziert ist, und ebenfalls ein verbessertes Verfahren zur Herstellung
eines derartigen Lichtmodulators zu schaffen.
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Die
Lösung
der Aufgabe erfolgt durch die Merkmale der nebengeordneten unabhängigen Ansprüche.
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Der
Lichtmodulator der vorliegenden Erfindung ist derart gestaltet,
dass die parasitäre
statische Kapazität
des Bondinselabschnitts verringert worden ist, um die oben erörterten
Schwierigkeiten grundlegend aufzuheben, und es wird daher eine Hochgeschwindigkeitsmodulation
erzielt. Insbesondere enthält
der Lichtmodulator der vorliegenden Erfindung ein Halbleitersubstrat,
welches erste und zweite einander gegenüberliegende Oberflächen aufweist,
wobei eine Rückseitenoberflächenelektrode
auf der zweiten Oberfläche
davon gebildet ist. Ein Mesaabschnitt mit einer vorbestimmten Breite,
welcher auf eine Halbleiterschicht einschließlich einer Lichtabsorptionsschicht
geschichtet ist, und ein Bondinselbildungsabschnitt benachbart dem
Mesaabschnitt sind auf dem Halbleitersubstrat gebildet. Eine Isolierungsschicht,
ist kontinuierlich von dem Mesaabschnitt bis zu dem Bondinselabschnitt
mit einer Öffnung
gebildet, welche in einem Teil der Isolierungsschicht über dem
Mesaabschnitt definiert ist, und eine Elektrode, welche eine obere
Oberfläche
des Messabschnitts durch die Öffnung
kontaktiert und sich zu dem Bondinselbildungsabschnitt erstreckt,
ist über
der Isolierungsschicht gebildet. Entsprechend der vorliegenden Erfindung
ist der Lichtmodulator derart beschaffen, dass ein Teil der Isolierungsschicht
des Bondinselbildungsabschnitts eine Dicke besitzt, die größer als
der verbleibende Teil der Isolierungsschicht ist, um die parasitäre statische
Kapazität
des Bondinselabschnitts zu verringern.
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Der
Teil der Isolierungsschicht unmittelbar über dem Bondinselbildungsabschnitt
enthält
eine Vielschichtstruktur, welche wenigstens Isolierungsschichten
enthält,
die übereinander
geschichtet sind. Der verbleibende Teil der Isolierungsschicht enthält eine
Einfach- oder eine Vielfachschichtstruktur, wel che Isolierungsschichten
enthält,
wobei die Zahl der Isolierungsschichten kleiner als diejenige des
Bondinselbildungsabschnitts ist.
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Die
Isolierungsschichten sind zwei Isolierungsschichten, wobei eine
der zwei Isolierungsschichten aus SiO2 und
die andere aus SiN gebildet ist.
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Die
obere Schicht der Isolierungsschicht des verbleibenden Teils der
Isolierungsschicht ist dieselbe wie die zweite obere Schicht der
Isolierungsschicht des Bondinselbildungsabschnitts.
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Das
erste Verfahren zur Herstellung des Lichtmodulators der vorliegenden
Erfindung ist derart geschaffen, dass die parasitäre statische
Kapazität des
Bondinselabschnitts verringert wird, um die oben erörterten
Schwierigkeiten im Wesentlichen aufzuheben. Insbesondere wird dieses
Verfahren zur Herstellung des Lichtmodulators verwendet, welcher
ein Halbleitersubstrat, das erste und zweite gegenüberliegende
Oberflächen
mit einer auf der zweiten Oberfläche
davon gebildeten Rückseitenoberflächenelektrode
aufweist, wobei das Substrat mit einem Messabschnitt einer vorbestimmten
Breite gebildet und mit einer Halbleiterschicht einschließlich einer
Lichtabsorptionsschicht und einem Bondkontaktstellenbildungsabschnitt
benachbart dem Messabschnitt beschichtet ist, eine Isolierungsschicht,
welche kontinuierlich von dem Messabschnitt zu dem Bondinselabschnitt
verläuft
und mit einer Öffnung
gebildet ist, die in einem Teil der Isolierungsschicht über dem
Messabschnitt definiert ist, und eine einteilige Elektrode enthält, die über der
Isolierungsschicht gebildet ist und eine obere Oberfläche des
Messabschnitts durch die Öffnung
kontaktiert, wobei die einteilige Elektrode eine Bondinselelektrode
bildet. Dieses erste Verfahren enthält die Schritte: Bilden einer
primären
Isolierungsschicht, welche kontinuierlich von dem Messabschnitt
zu dem Bondinselbildungsabschnitt verläuft, Bilden einer Maske, um
einen Teil der über dem
Bondinselbildungsabschnitt gebildeten primären Isolierungsschicht zu bedecken, Ätzen der
primären Isolierungsschicht
zur Entfernung eines anderen Teils der primären Isolierungsschicht außer dem
Teil der primären
Isolierungsschicht über
dem Bondinselbildungsabschnitt, Entfernen der Maske, welche eine sekundäre Isolierungsschicht
bildet, die von dem Teil der primären Isolierungsschicht über dem
Bondinselbildungsabschnitt und dem Messabschnitt verläuft, und
Fertigstellen der Isolierung, wodurch der Teil der Isolierungsschicht über dem
Bondinselbildungsabschnitt eine größere Dicke besitzt als der
verbleibende Teil der Isolierungsschicht zur Verringerung der parasitären statischen
Kapazität
des Bondinselabschnitts.
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Das
zweite Verfahren zur Herstellung des Modulators der vorliegenden
Erfindung ist derart beschaffen, dass die parasitäre statische
Kapazität
des Bondinselabschnitts verringert worden ist, um die oben erörterten
Schwierigkeiten im wesentlichen aufzuheben. Insbesondere wird das
zweite Verfahren zur Herstellung des Lichtmodulators verwendet,
welcher ein Halbleitersubstrat mit ersten und zweiten gegenüberliegenden
Oberflächen
und einer auf der zweiten Oberfläche
davon gebildeten Rückseitenoberflächenelektrode,
wobei das Substrat mit einem Messabschnitt in einer vorbestimmten
Breite gebildet mit einer Halbleiterschicht einschließlich einer
Lichtabsorptionsschicht und einem Bondinselbildungsabschnitt benachbart
zu dem Messabschnitt gebildet ist, eine Isolierungsschicht, welche
kontinuierlich von dem Messabschnitt zu dem Bondinselabschnitt verläuft und
mit einer Öffnung
gebildet ist, welche in einem Teil der Isolierungsschicht über dem
Messabschnitt definiert ist, und eine einteilige Elektrode enthält, welche über der
Isolierungsschicht gebildet ist und eine obere Oberfläche des
Messabschnitts durch die Öffnung
kontaktiert, wobei die einteilige Elektrode eine Bondinselelektrode
bildet. Dieses zweite Verfahren enthält die Schritte: Bilden einer
primären
Isolierungsschicht kontinuierlich von dem Messabschnitt zu dem Bondinselbildungsabschnitt, Bilden
einer Maske zur Bedeckung eines Teils der primären Isolierungsschicht außer einem
Teil der primären
Isolierungsschicht, welcher über
dem Bondinselbildungsabschnitt gebildet ist, Bilden einer sekundären Isolierungsschicht über der
Maske und dem Teil der primären
Isolierungsschicht über
dem Bondinselbildungsabschnitt, Entfernen der Maske zum Ermöglichen,
dass der Teil der sekundären
Isolierungsschicht über
dem Bondinselabschnitt kontinuierlich zu dem Teil der primären Isolierungsschicht über dem
Messabschnitt verläuft,
wodurch die Isolierungsschicht fertiggestellt wird, so dass der
Teil der Isolierungsschicht über
dem Bondinselbildungsabschnitt eine größere Dicke als diejenige des
verblei benden Teils der Isolierungsschicht aufweist, zur Reduzierung
der parasitären
statischen Kapazität
des Bondinselabschnitts.
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Das
dritte Verfahren zur Herstellung des Lichtmodulators der vorliegenden
Erfindung ist derart beschaffen, dass die parasitäre statische
Kapazität des
Bondinselabschnitts reduziert wird, um die oben erörterten
Schwierigkeiten im Wesentlichen aufzuheben. Insbesondere wird dieses
dritte Verfahren zur Herstellung des Halbleitermodulators verwendet, welcher
ein Halbleitersubstrat, welches gegenüberliegende erste und zweite
Oberflächen
mit einer auf der zweiten Oberfläche
davon gebildeten Rückseitenoberflächenelektrode
aufweist, wobei das Substrat mit einem Messabschnitt einer vorbestimmten Breite
gebildet ist und mit einer Halbleiterschicht einschließlich einer
Lichtabsorptionsschicht und einem Bondinselbildungsabschnitt benachbart
zu dem Messabschnitt beschichtet ist, eine Isolierungsschicht, welche
kontinuierlich von dem Messabschnitt zu dem Bondinselabschnitt und
mit einer Öffnung
gebildet ist, welche in einem Teil der Isolierungsschicht über dem Messabschnitt
gebildet ist, und eine einteilige Elektrode enthält, die über der Isolierungsschicht
gebildet ist und eine obere Oberfläche des Messabschnitts durch
die Öffnung
kontaktiert, wobei die einteilige Elektrode eine Bondinselelektrode
bildet. Das dritte Verfahren enthält die Schritte: Bilden einer
primären Isolierungsschicht
kontinuierlich von dem Messabschnitt zu dem Bondinselbildungsabschnitt,
Bilden einer Maske zur Bedeckung eines Teils der primären Isolierungsschicht über dem
Bondinselbildungsabschnitt, Ätzen
eines anderen Teils der primären
Isolierungsschicht außer
dem Teil der primären
Isolierungsschicht über
dem Bondinselbildungsabschnitt auf eine vorbestimmte Dicke, Entfernen
der Maske, so dass die Isolierungsschicht zurückbleibt, welche einen Dickschichtteil über dem
Bondinselbildungsabschnitt und einen Dünnschichtsteil über dem
Messabschnitt aufweist, wobei der Dünn- und Dickschichtteil zusammen
kontinuierlich ausgebildet werden, und Fertigstellen der Isolierungsschicht,
wodurch der Teil der Isolierungsschicht über dem Bondinselbildungsabschnitt
eine größere Dicke
als der verbleibende Teil der Isolierungsschicht aufweist, wodurch die
parasitäre
statische Kapazität
des Bondinselabschnitts verringert wird.
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Der
Schritt des Bildens der primären
Isolierungsschicht des oben erörterten
dritten Verfahrens der vorliegenden Erfindung kann die Schritte
enthalten: Bilden einer Unterschicht-Isolierungsschicht kontinuierlich
von dem Messabschnitt zu dem Bondinselbildungsabschnitt, Bilden
einer Zwischenschicht-Isolierungsschicht über der Unterschicht-Isolierungsschicht
aus einem Material, welches sich von demjenigen der Unterschicht-Isolierungsschicht
unterscheidet, und Bilden einer Überschicht-Isolierungsschicht über der
Zwischenschicht-Isolierungsschicht aus demselben Material wie demjenigen
der Unterschicht-Isolierungsschicht. In einem derartigen Fall kann
der Schritt des Ätzens
durchgeführt
werden zum selektiven Ätzen
lediglich eines Teils der Oberschicht außer dem über dem Bondinselabschnitt
gebildeten Teil und zum Fertigstellen der Isolierungsschicht.
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Vorzugsweise
wird in einem des ersten bis dritten Verfahrens die Isolierungsschicht
aus SiO2 oder SiN gebildet.
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Bei
der praktischen Anwendung des dritten Verfahrens wird eine der primären und
sekundären Isolierungsschicht
vorzugsweise aus SiO2 gebildet, während die
andere Schicht davon vorzugsweise aus SiN gebildet wird.
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Ebenfalls
wird bei der praktischen Verwendung eines der ersten bis dritten
Verfahren der vorliegenden Erfindung die Isolierungsschicht vorzugsweise
durch die Verwendung einer CVD-Technik, einer Zerstäubungstechnik
oder einer Vakuumaufdampftechnik gebildet.
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Die
vorliegende Erfindung wird in der nachfolgenden Beschreibung unter
Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert.
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1A zeigt
eine bruchstückartige
perspektivische Ansicht eines Lichtmodulators einer ersten bevorzugten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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1B zeigt
eine Querschnittsansicht entlang der Linie IB-IB von 1A;
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2A bis 2D zeigen
jeweils Ansichten ähnlich
denen von 1B und stellen ein Verfahren zur
Herstellung des Lichtmodulators der ersten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung dar;
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3A bis 3D zeigen
jeweils Ansichten ähnlich
derjenigen von 1B und stellen das modifizierte
Verfahren zur Herstellung des Lichtmodulators der ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung dar;
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4A bis 4D zeigen
jeweils Ansichten ähnlich
derjenigen von 1B und stellen das weitere modifizierte
Verfahren zur Herstellung des Lichtmodulators der ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung dar;
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5A zeigt
eine bruchstückartige
perspektivische Ansicht eines Lichtmodulators einer zweiten bevorzugten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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5B zeigt
eine Querschnittsansicht entlang der Linie VB-VB von 5A;
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6A bis 6D zeigen
jeweils Ansichten ähnlich
derjenigen von 5B und stellen das Verfahren
zur Herstellung des Lichtmodulators der zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung dar;
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7 zeigt
eine perspektivische Ansicht der kombinierten Modulator- und Laseranordnung
nach dem Stand der Technik;
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8A zeigt
eine perspektivische Ansicht des Modulators nach dem Stand der Technik;
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8B zeigt
eine Querschnittsansicht entlang der Linie VIIIB-VIIIB von 8A;
und
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9A bis 9C zeigen
Ansichten ähnlich derjenigen
von 8B und stellen ein Verfahren nach dem Stand der
Technik zur Herstellung des Lichtmodulators nach dem Stand der Technik
dar.
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Erste Ausführungsform
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Ein
Lichtmodulator einer ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist mit Bezugszeichen 50 in 1A bis 4D dargestellt.
Entsprechend den 1A und 1B enthält der Lichtmodulator 50 einen
Mesaabschnitt 9 und einen Bondinselbildungsabschnitt 6,
welche jeweils von einem InP-Halbleitersubstrat 1 nach
außen
herausragen. Insbesondere wird der Mesaabschnitt 9 durch
und zwischen einem Paar von parallelen Gräben 3 begrenzt, welche
an einer vorbestimmten Position in dem Halbleitersubstrat 2 gebildet
sind. Der Bondinselbildungsabschnitt 6 ist auf einer Seite
eines der Gräben 3 gegenüberliegend
dem Mesaabschnitt 9 positioniert und durch einen der Gräben 3 und
einem im allgemeinen U-förmigen
Graben 3a begrenzt, welcher in dem Halbleitersubstrat 2 definiert
ist. Der Mesaabschnitt 9 enthält eine Elektrode 5,
welche darauf über
einer SiO2-Isolierungsschicht 4 gebildet
ist, und enthält
eine darin eingebettete Lichtabsorptionsschicht 1, wobei
die Schicht 1 zum Empfangen und Senden eines Laserstrahls
dadurch dient. Demgegenüber
enthält
der Bondinselbildungsabschnitt 6 eine Bondinselelektrode 6a,
welche darauf über
einer SiO2-Isolierungsdickschicht 40 gebildet
ist, welche zwischen dem Substrat und der Bondinselelektrode 6a angeordnet
ist. Die Bondinselelektrode und die Elektrode 5 bilden
und dienen jeweils als unterschiedliche Teile einer metallischen
Schicht. Es wird festgestellt, dass der Lichtmodulator 50 eine
Rückseitenoberfläche aufweist,
welche mit einer Rückseitenoberflächenelektrode 10 versehen
ist.
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Bei
dem veranschaulichten Lichtmodulator 50 sind die Isolierungsschicht 4 und
die Isolierungsdickschicht 40 integrierte Teile einer einzigen
Isolierungsschicht, welche über
dem Messabschnitt 9 bzw. über dem Bondinselbildungsabschnitt 6 gebildet sind.
Jedoch besitzt wie am besten in 1B dargestellt
ein Teil der Isolierungsschicht, welcher über dem Bondinselbildungsabschnitt 6 liegt,
d.h. die Isolierungsdickschicht 40, eine Dicke, die größer als
diejenige des verbleibenden Teils der Isolierungsschicht ist, beispielsweise
der Isolierungsschicht 4, welche über dem Messabschnitt 9 liegt.
Darüber
hinaus sind wie oben erörtert
die Isolierungsschicht 4 und die Isolierungsdickschicht 40 von
der metallischen Schicht bedeckt, und ein Teil der metallischen
Schicht unmittelbar über
dem Bondinselbildungsabschnitt 6 dient als Inselelektrode 6a,
während
der andere Teil der metallischen Schicht unmittelbar über dem
Messabschnitt 9 als die Elektrode 5 dient. Die
Elektrode 5 wird in Kontakt mit einer oberen Oberfläche des
Messabschnitts 9 durch eine in der Isolierungsschicht 4 definierten Öffnung gehalten.
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Da
die Isolierungsdickschicht 40 lediglich unmittelbar unter
der Bondinselelektrode 6a gebildet ist, kann die parasitäre statische
Kapazität
zwischen der Bondinselelektrode 6a und der Rückseitenoberfläche 10 verringert
werden. Detailliert dargestellt, durch Erhöhen der Dicke der Dickschicht 40 um
den Bondinselbildungsabschnitt 6 herum von 400 nm (4000 Å) auf 800
nm (8000 Å)
beträgt
die parasitäre
statische Kapazität
um den Bondinselbildungsabschnitt 6 herum die Hälfte der
parasitären
statischen Kapazität um
den Messabschnitt 9 herum, da die Kapazität umgekehrt
proportional zu der Dicke der Isolierungsschicht ist. Da die Isolierungsdickschicht 40 auf
einem relativ schmalen Teil des Bondinselbildungsabschnitts 6 gebildet
wird, gibt es keine Möglichkeit, dass
das Substrat 2 sich verziehen kann. Da der Teil der Isolierungsschicht,
welcher über
dem Mesa abschnitt 9 liegt, eine relativ kleine Dicke wie
in dem Fall bei dem herkömmlichen
Lichtmodulator besitzt, besteht darüber hinaus keine Schwierigkeit
bei der Bildung der Öffnung
in der Isolierungsschicht.
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Das
Verfahren zur Herstellung des Lichtmodulators 50 der oben
erörterten
Struktur wird im folgenden unter Bezugnahme auf die 2A bis 2D beschrieben.
Am Anfang wird wie in 2A dargestellt nach dem epitaxialen
Aufwachsen einer vorbestimmten kristallinen Schicht auf dem InP-Halbleitersubstrat 2 ein
Paar von Gräben
an einem vorbestimmten Ort in dem Halbleitersubstrat 2 derart
gebildet, dass der Messabschnitt 9 einer vorbestimmten Breite
mit der Lichtabsorptionsschicht 1 gegebenenfalls zwischen
diesen Gräben 3 gebildet
werden kann. Der generell U-förmige
Graben 3a, welcher kontinuierlich zu einem der Gräben 3 verläuft, wird ebenfalls
zur Definition des Bondinselbildungsabschnitts 6 gebildet.
Danach wird wie in 2B dargestellt eine SiO2-Isolierungsschicht 41 mit einer
Dicke von etwa 400 nm (4000 Å)
auf dem Halbleitersubstrat 2 derart gebildet, dass der
Messabschnitt 9 und der Bondinselbildungsabschnitt 6 kontinuierlich überdeckt
werden. Danach wird wie in 2C dargestellt lediglich
ein Teil der Isolierungsschicht 41, welcher über dem
Bondinselbildungsabschnitt 6 liegt, von einem Fotoresist 7,
welches als Maske verwendet, bedeckt, worauf ein Entfernen des verbleibenden
Teils der Isolierungsschicht 41 außer demjenigen Teil der Isolierungsschicht 41 folgt,
welcher über
dem Bondinselbildungsabschnitt 6 liegt. Nach der darauffolgenden
Entfernung des Fotoresist 7 wird wiederum wie in 2D dargestellt
eine andere SiO2-Isolierungsschicht 42 mit
einer Dicke von etwa 400 nm (4000 Å) auf dem Halbleitersubstrat 2 derart
gebildet, dass sie über
dem Messabschnitt 9 und dem Bondinselbildungsabschnitt 6 kontinuierlich
liegt. Auf diese Weise wird der Bondinselbildungsabschnitt 6 von
der Isolierungsdickschicht 40 einer Dicke von etwa 800 nm
(8000 Å)
bedeckt, d.h. der Teil der Isolierungsschicht 41, welcher
von der Isolie rungsschicht 42 überlappt wird, während ein
Teil außer
demjenigen des Bondinselbildungsabschnitts, beispielsweise der Messabschnitt 9 lediglich
von der Isolierungsschicht 42 einer Dicke von etwa 400
nm (4000 Å)
bedeckt wird.
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Somit
werden die Bondinselelektrode 6a und die Elektrode 2 unmittelbar über dem
Bondinselbildungsabschnitt 6 bzw. dem Messabschnitt 2 gebildet. Insbesondere
wird die Öffnung
in dem Teil der Isolierungsschicht gebildet, welcher über einer
oberen Oberfläche
des Messabschnitts und der metallischen Schicht liegt, die teilweise
mit der oberen Oberfläche des
Messabschnitts über
die Öffnung
verbunden ist und teilweise über
dem Bondinselbildungsabschnitt liegt. Die Rückseitenoberflächenelektrode 10 wird auf
eine bekannte Weise wie in 1A dargestellt gebildet,
wodurch der Lichtmodulator 50 der vorliegenden Erfindung
fertiggestellt wird.
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Da
wie oben erörtert
die Isolierungsdickschicht 40 lediglich unmittelbar unter
der Bondinselelektrode 6a gebildet wird, kann die parasitäre statische
Kapazität
zwischen der Bondinselelektrode 6a und der Rückseitenoberflächenelektrode 10 reduziert werden.
Da die Isolierungsschicht 40 auf dem relativ engen Teil
des Bondinselbildungsabschnitts 6 gebildet wird, gibt es
ebenfalls keine Möglichkeit,
dass sich das Substrat 2 verziehen kann. Da der Teil der Isolierungsschicht,
welcher über
dem Messabschnitt 9 liegt, eine relativ kleine Dicke wie
in dem Fall bei dem herkömmlichen
Lichtmodulator aufweist, gibt es des weiteren keine Schwierigkeiten
bei der Bildung der Öffnung
der Isolierungsschicht.
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Der
Lichtmodulator 50 der vorliegenden Erfindung kann ebenfalls
durch ein alternatives Verfahren hergestellt werden, welches im
folgenden unter Bezugnahme auf die 3A bis 3B beschrieben
wird. Entsprechend 3A wird nach dem epitaxiales
Aufwachsen einer vorbestimmten kristallinen Schicht auf dem InP-Halbleitersubstrat 2 ein
Paar von Gräben 3 an
einem vorbestimmten Ort in dem Halbleitersubstrat 2 derart
gebildet, dass der Mesaabschnitt 9 einer vorbestimmten
Breite mit der Lichtabsorptionsschicht 1 gegebenenfalls
zwischen diesen Gräben 3 gebildet
werden kann. Der generell U-förmige
Graben 3a, welcher kontinuierlich zu einem der Gräben 3 verläuft, wird
ebenfalls gebildet, um den Bondinselbildungsabschnitt 6 zu
bilden. Danach wird wie in 3b dargestellt
eine SiO2-Isolierungsschicht 40a mit
einer Dicke von etwa 800 nm (8000 Å) auf dem Halbleitersubstrat 2 derart
gebildet, dass sie über
dem Mesaabschnitt 9 und dem Bondinselbildungsabschnitt 6 kontinuierlich
liegt. Danach wird wie in 3C dargestellt
lediglich ein Teil der Isolierungsschicht 41, welcher über dem
Bondinselbildungsabschnitt 6 liegt, von einem Fotoresist 7,
welches als Maske verwendet wird, bedeckt, worauf ein Ätzen des
verbleibenden Teils der Isolierungsschicht 40a außer dem
Teil der Isolierungsschicht 40a folgt, welcher über dem
Bondinselbildungsabschnitt 6 liegt, so dass der verbleibende
Teil der Isolierungsschicht 40a eine Schichtdicke von etwa
400 nm (4000 Å)
besitzt. Nach dem darauffolgenden Entfernen des Fotoresists 7 kann
wie in 3D dargestellt die Isolierungsschicht,
welche kontinuierlich die Halbleiteroberfläche einschließlich den
Bondinselbildungsabschnitt 6 und den Mesaabschnitt 9 bedeckt,
erzielt werden. Ein Teil der Isolierungsschicht, welcher über dem
Bondinselbildungsabschnitt 6 und dessen Umgebung liegt,
besitzt eine Schichtdicke von etwa 800 nm (8000 Å) der Isolierungsdickschicht 40),
während der
andere Teil der Isolierungsschicht, beispielsweise ein Teil der
Isolierungsschicht, welcher über
dem Mesaabschnitt liegt, eine Dicke von etwa 400 nm (4000 Å) (die
Isolierungsschicht 4) besitzt.
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Somit
werden die Bondinselelektrode 6a und die Elektrode 2 unmittelbar über dem
Bondinselbildungsabschnitt 6 bzw. dem Mesaabschnitt 2 gebildet.
Insbesondere wird die Öffnung
in dem Teil der Isolierungsschicht gebildet, wel cher über einer
oberen Oberfläche
des Messabschnitts und der metallischen Schicht liegt, welche teilweise
mit der oberen Oberfläche
des Messabschnitts durch die Öffnung verbunden
ist und teilweise über
dem Bondinselbildungsabschnitt liegt. Die Rückseitenoberflächenelektrode 10 wird
auf bekannte Weise wie in 1A dargestellt
gebildet, wodurch der Lichtmodulator 50 der vorliegenden
Erfindung fertiggestellt wird.
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Da
wie oben beschrieben die Isolierungsdickschicht 40 lediglich
unter der Bondinselelektrode 6a gebildet wird, kann die
parasitäre
statische Kapazität
zwischen der Bondinselelektrode 6a und der Rückseitenoberflächenelektrode 10 verringert
werden. Da die Isolierungsdickschicht auf dem relativ schmalen Teil
des Bondinselbildungsabschnitts 6 gebildet wird, gibt es
ebenfalls keine Möglichkeit,
dass sich das Substrat 2 verziehen kann. Da der Teil der Isolierungsschicht,
welcher über
dem Messabschnitt 9 liegt, eine relativ kleine Dicke wie
in dem Fall des herkömmlichen
Lichtmodulators besitzt, gibt es des weiteren keine Schwierigkeiten
bei der Bildung der Öffnung
in der Isolierungsschicht.
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Ein
weiteres modifiziertes Verfahren der Herstellung des Lichtmodulators 50 der
vorliegenden Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf 4A bis 4D beschrieben.
Am Anfang wird wie in 4A dargestellt nach dem epitaxialen
Aufwachsen einer vorbestimmten kristallinen Schicht auf dem InP-Halbleitersubstrat 2 ein
Paar von Gräben
an einem vorbestimmten Ort in dem Halbleitersubstrat 2 derart
gebildet, dass der Messabschnitt 9 einer vorbestimmten
Breite mit der Lichabsorptionsschicht 1 gegebenfalls zwischen
diesen Gräben 3 gebildet werden
kann. Der generell U-förmige
Graben 3a, welcher kontinuierlich zu einem der Gräben 3 verläuft, wird
ebenfalls zur Definition des Bondinselbildungsabschnitts 6 gebildet.
Danach wird wie in 4D dargestellt eine SiO2-Isolierungsschicht 41 mit einer
Dicke von etwa 400 nm (4000 Å)
auf dem Halbleitersubstrat 2 derart gebildet, dass sie
kontinuierlich über
dem Messabschnitt 9 und dem Bondinselbildungsabschnitt 6 liegt.
Danach wird wie in 6C dargestellt lediglich ein
Teil der Isolierungsschicht 41 außer demjenigen, welcher über dem
Bondinselbildungsabschnitt 6 liegt, beispielsweise lediglich
ein Teil der Isolierungsschicht 41, welche über dem
Messabschnitt 9 liegt, von einem Fotoresist 7, welches
als Maske verwendet wird, bedeckt, worauf eine Auftragung einer
SiO2-Isolierungsschicht 42 einer
Dicke von etwa 400 nm (4000 Å)
derart folgt, dass der Messabschnitt 9 und der Bondinselbildungsabschnitt 6 kontinuierlich
bedeckt werden. Dementsprechend wird die Isolierungsschicht 32 teilweise über der
Maske 7 gebildet und der Bondinselbildungsabschnitt 6 nicht
nur von der Isolierungsschicht 41 sondern ebenfalls von
der Isolierungsschicht 42 bedeckt, welche über der
Isolierungsschicht 41 liegt. Darauffolgend wird das Fotoresist 7 durch
Entfernen des Teils der Isolierungsschicht 42 entfernt,
welcher über
dem Fotoresist liegt, wodurch ermöglicht wird, dass der Teil
der Isolierungsschicht 41, welcher über dem Messabschnitt 9 liegt,
nach außen
bloßliegt.
Folglich kann wie in 4D dargestellt die Isolierungsschicht
erzielt werden, welche kontinuierlich über dem Messabschnitt 9 und
dem Bondinselbildungsabschnitt 6 liegt. Da der Teil der
Isolierungsschicht 41, welcher über dem Bondinselbildungsabschnitt 6 liegt,
mit einem entsprechenden Teil der Isolierungsschicht 42 beschichtet
wird, besitzt der Teil der Isolierungsschicht über dem Bondinselbildungsabschnitt 6 eine
Dicke von etwa 800 nm (8000 Å)
(die Isolierungsdickschicht 40), jedoch besitzt der verbleibende
Teil der Isolierungsschicht außer
dem Teil, welcher über
dem Bondinselbildungsabschnitt 6 liegt, welcher beispielsweise über dem Messabschnitt
liegt, eine Dicke von etwa 400 nm (4000 Å) (die Isolierungsschicht 41).
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Somit
werden die Bondinselelektrode 6a und die Elektrode 2 unmittelbar über dem
Bondinselbildungsabschnitt 6 bzw. dem Messabschnitt 2 gebildet. Insbesondere
wird die Öffnung
in dem Teil der Isolierungsschicht gebildet, welcher über einer
oberen Oberfläche
des Mesaabschnitts liegt, und die metallische Schicht ist teilweise
mit der oberen Oberfläche des
Mesaabschnitts durch die Öffnung
verbunden und liegt teilweise über
dem Bondinselbildungsabschnitt. Die Rückseitenoberflächenelektrode 10 wird auf
eine bekannte Weise wie in 1A dargestellt gebildet,
wodurch der Lichtmodulator 50 der vorliegenden Erfindung
fertiggestellt wird.
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Da
wie oben erörtert
die Isolierungsdickschicht 40 lediglich unmittelbar unter
der Bondinselelektrode 6a gebildet wird, kann die parasitäre statische
Kapazität
zwischen der Bondinselelektrode 6a und der Rückseitenoberflächenelektrode 10 verringert
werden. Da die Isolierungsdickschicht 40 auf dem relativ
schmalen Teil des Bondinselbildungsabschnitts 6 gebildet
wird, gibt es ebenfalls keine Möglichkeit,
dass sich das Substrat 2 verziehen kann. Da der Teil der
Isolierungsschicht 42, welcher über dem Mesaabschnitt 9 liegt,
eine relativ kleine Dicke wie in dem Fall des herkömmlichen
Lichtmodulators besitzt, gibt es des weiteren keine Schwierigkeiten
bei der Bildung der Öffnung
in der Isolierungsschicht.
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Es
wird festgestellt, dass bei einem der oben erläuterten Verfahren die Isolierungsschicht 40 aus SiO2 gebildet wird, bei der vorliegenden Erfindung kann
jedoch gleichfalls SiN oder eine andere Isolierungsschicht dafür verwendet
werden.
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Ebenfalls
kann eine Bildung der Isolierungsschicht durch ein bekanntes Verfahren
wie durch Verwendung der CVD-, Zerstäubung- oder Vakuumbedampfungstechnik
durchgeführt
werden.
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Zweite Ausführungsform
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Der
Lichtmodulator 50a einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung ist in 5A und 5B dargestellt.
Bei dieser Ausführungsform
enthält
der Lichtmodulator 50a wie in 5a dargestellt
einen Messabschnitt 9 und einen Bondinselbildungsabschnitt 6,
welche jeweils von einem INP-Halbleitersubstrat nach außen herausragen.
Insbesondere wird der Messabschnitt 9 von und zwischen
einem Paar paralleler Gräben 3 begrenzt, die
an einer vorbestimmten Position in dem Halbleitersubstrat 2 gebildet
sind. Der Bondinselbildungsabschnitt 6 ist auf einer Seite
eines der Gräben 3 gegenüberliegend
dem Messabschnitt 9 positioniert und wird durch einen der
Gräben 3 und
einen generell U-förmigen
Graben 3a begrenzt, welcher in dem Halbleitersubstrat 2 definiert
ist. Der Messabschnitt 9 enthält eine Elektrode 5,
welche darauf über
einer SiO2-Isolierungsschicht 44 gebildet
ist, und besitzt eine darin eingebettete Lichtabsorptionsschicht 1, wobei
die Schicht 1 zum Empfangen und Senden eines Laserstrahls
dadurch geeignet ist. Demgegenüber
enthält
der Bondinselbildungsabschnitt 6 eine Bondinselelektrode 6a,
welche darauf über
einer SiO2-Isolierungsschicht 45 gebildet
ist, die zwischen dem Substrat und der Bondinselelektrode 6a angeordnet
ist. Die Bondinselelektrode 6a und die Elektrode 5 bilden
und dienen jeweils als unterschiedliche Teile einer metallischen
Schicht. Es wird festgestellt, dass der Lichtmodulator 50 eine
Rückseitenoberfläche besitzt,
welche mit einer Rückseitenoberflächenelektrode 10 versehen
ist.
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Bei
dem veranschaulichten Lichtmodulator 50a wie in 5B dargestellt
ist eine Doppelschichtstruktur einschließlich einer SiO2-Isolierungsschicht 43 und
einer SiN-Isolierungsschicht 44 auf dem
Halbleitersubstrat 2 gebildet, um den Messabschnitt 9,
den Bondinselbildungsabschnitt 6 und den generell U-förmigen Graben 3a kontinuierlich
zu bedecken. Die oben beschriebene SiO2-Isolierungsschicht 45 ist über einem
Teil der SiN-Isolierungsschicht 44 gebildet, welche über dem
Bondinselbildungsabschnitt 6 liegt. Mit an deren Worten,
der Bondinselbildungsabschnitt 6 ist von einer Isolierungsdickschicht
einer Dreischichtstruktur einschließlich jeweiligen Teilen der
Isolierungsschichten 43, 44 und 45 bedeckt.
Eine metallische Schicht ist über
der Isolierungsschicht 4 und der Isolierungsdickschicht
gebildet, so dass ein Teil der metallischen Schicht, welcher über dem
Bondinselbildungsabschnitt liegt, und ein anderer Teil der metallischen
Schicht, welcher über
dem Messabschnitt 9 liegt, die Bondelektrode 6a bzw.
die Elektrode 5 bilden. Die Elektrode 5 wird in
Kontakt mit dem Messabschnitt 4 über einer Öffnung gehalten, welche über einer
oberen Oberfläche des
Messabschnitts 4 gebildet ist.
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Da
die Isolierungsdickschicht lediglich unmittelbar unter der Bondinselelektrode 6a gebildet
wird, kann die parasitäre
statische Kapazität
zwischen der Bondinselelektrode 6a und der Rückseitenoberflächenelektrode 10 verringert
werden. Detailliert dargestellt beträgt durch Erhöhen der
Dicke der Dickschicht 40 um den Bondinselbildungsabschnitt 6 herum
von 400 nm (4000 Å)
auf 800 nm (8000 Å)
die parasitäre
statische Kapazität
um den Bondinselbildungsabschnitt 6 herum die Hälfte der
parasitären statischen
Kapazität
um den Messabschnitt 9 herum. Die Kapazität ist umgekehrt
proportional zu der Dicke der Isolierungsschicht. Da die Isolierungsdickschicht 40 auf
einem relativ schmalen Teil des Bondinselbildungsabschnitts 6 gebildet
wird, gibt es ebenfalls keine Möglichkeit,
dass sich das Substrat 2 verziehen kann. Da der Teil der
Isolierungsschicht, welcher über dem
Messabschnitt 9 liegt, eine relativ kleine Dicke wie in
dem Fall des herkömmlichen
Lichtmodulators besitzt, gibt es des weiteren keine Schwierigkeiten bei
der Bildung der Öffnung
in der Isolierungsschicht.
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Der
Lichtmodulator 50a der zweiten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung kann durch das folgende Verfahren hergestellt werden,
welches unter Bezugnahme auf 6A bis 6D beschrieben
wird. Am Anfang wird wie in 6A dar gestellt nach
einem epitaxialen Aufwachsen einer vorbestimmten kristallinen Schicht
auf dem INP-Halbleitersubstrat 2 ein Paar von Gräben 3 an
einem vorbestimmten Ort in dem Halbleitersubstrat 2 derart
gebildet, dass der Messabschnitt 9 einer vorbestimmten Breite
mit der Lichtabsorptionsschicht 1 gegebenfalls zwischen
diesen Gräben 3 gebildet
wird. Der generell U-förmige
Graben 3a, welcher kontinuierlich zu einem der Gräben 3 verläuft, wird
ebenfalls zur Defininition des Bondinselbildungsabschnitts 6 gebildet. Danach
werden wie in 6B dargestellt eine SiO2-Isolierungsschicht 43 einer
Dicke von 200 nm (2000 Å),
eine SiN-Isolierungsschicht 44 einer Dicke von 200 nm (2000 Å) und eine
SiO2-Isolierungsschicht 45 einer
Dicke von 400 nm (4000 Å)
aufeinanderfolgend auf dem Halbleitersubstrat gebildet, um den Messabschnitt 9 und
den Kontaktstellenbildungsabschnitt 6 kontinuierlich zu
bedecken. Danach wird wie in 6C dargestellt
lediglich der Bondinselbildungsabschnitt 6 durch ein Fotoresist 7,
welches als Maske verwendet wird, bedeckt, worauf ein Entfernen
durch Ätzen
eines Teils der äußersten
Isolierungsschicht 45 folgt, welcher über dem Substrat 2 liegt,
beispielsweise des Messabschnitts 9 und der Gräben 3 außer dem
Bondinselbildungsabschnitt.
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Da
die derart entfernte Isolierungsschicht 45 aus SiO2 gebildet wird und die Isolierungsschicht 44 unter
der Isolierungsschicht 45 aus SiN gebildet wird, ist die
Verwendung einer Ätzlösung, die
zum selektiven Ätzen
lediglich von SiO2 geeignet ist, während die
Isolierungsschicht 44 in Form der SiN-Schicht als Ätzstoppschicht
dient, wirksam zur steuerbaren Entfernung lediglich der äußersten
SiO2-Schicht.
Beispielsweise ist die Ätzlösung eine
Fluorwasserstoffsäure,
da die Ätzrate
für SiO2 3 bis 5 × so groß wie für SiN ist. Nach der darauffolgenden
Entfernung des Fotoresits 7 wie in 6D dargestellt
werden die Isolierungsdickschicht einer Dicke von etwa 800 nm (8000 Å) der Dreischichtstruktur
einschließlich
der Isolierungsschichten 43, 44 und 45 lediglich über dem
Bondinselbildungsabschnitt 6 gebildet, während die
anderen Bereiche, beispielsweise der Messabschnitt 9 und
die Gräben 3 von
einer Isolierungsschicht einer Dicke von etwa 400 nm (4000 Å) der Doppelschichtstruktur
einschließlich
der Isolierungsschichten 34 und 44 bedeckt werden.
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Somit
werden die Bondinselelektrode 6a und die Elektrode 2 unmittelbar über dem
Bondinselbildungsabschnitt 6 bzw. dem Messabschnitt 2 gebildet. Insbesondere
wird die Öffnung
in dem Teil der Isolierungsschicht gebildet, welcher über einer
oberen Oberfläche
des Messabschnitts liegt, und es wird die metallische Schicht teilweise
mit der oberen Oberfläche
des Messabschnitts durch die Öffnung
verbunden und liegt teilweise über
dem Bondinselbildungsabschnitt. Die Rückseitenoberflächenelektrode 10 wird
auf bekannte Weise wie in 5A dargestellt gebildet,
wodurch der Lichtmodulator 50 der vorliegenden Erfindung
fertiggestellt wird.
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Es
wird festgestellt, dass bei einer der oben beschriebenen Verfahren
die Isolierungsschichten 43 und 44 wie beschrieben
aus SiO2 und die Isolierungsschicht 44 wie
oben beschrieben aus SiN gebildet wird, wobei die vorliegende Erfindung
nicht darauf beschränkt
ist, und die Isolierungsschichten 43 und 45 können aus
SiN und die Isolierungsschicht 44 kann aus SiO2 gebildet
werden. In diesem Fall ist das Ätzverfahren
ein Plasmaätzen
mit CF4-Gas, da die Ätzrate für SiN über 5 × so groß wie diejenige für SiO2 ist.
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In
der praktischen Anwendung des Verfahrens zur Herstellung des Lichtmodulators 50a werden
die Isolierungsschichten vorzugsweise unter Verwendung irgendeiner
bekannten Technik wie beispielsweise unter Verwendung der CVD-,
Zerstäubungs-
oder Vakuumbedampfungstechnik gebildet.
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Da
wie oben erörtert
die Isolierungsdickschicht 45 lediglich unmittelbar unter
der Bondinselelektrode 6a gebildet wird, kann die parasitäre statische
Kapazität
zwischen der Bondinselelektrode 6a und der Rückseitenoberflächenelektrode 10 verringert
werden. Da die Isolierungsdickschicht 40 auf dem relativ
schmalen Teil des Bondinselbildungsabschnitts 6 gebildet
wird, besteht ebenfalls keine Möglichkeit,
dass sich das Substrat 2 verziehen kann. Da der Teil der
Isolierungsschicht, welcher über
dem Messabschnitt 9 liegt, eine relativ kleine Dicke wie
in dem Fall des herkömmlichen
Lichtmodulators besitzt, gibt es des weiteren keine Schwierigkeiten
bei der Bildung der Öffnung
in der Isolierungsschicht.
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Somit
besitzt bei dem Lichtmodulator der vorliegenden Erfindung der Teil
der Isolierungsschicht unmittelbar unter der Bondinselelektrode
eine Dicke, die größer als
diejenige des verbleibenden Teils davon ist, um die parasitäre statische
Kapazität der
Bondinselelektrode zu verringern. Dementsprechend kann der auf diese
Weise hergestellte Lichtmodulator für eine Hochgeschwindigkeitsmodulation verwendet
werden.
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Die
parasitäre
statische Kapazität
der Bondinselelektrode kann als Ergebnis, dass das Teil der Isolierungsschicht
unmittelbar unter der Bondinselelektrode aus SiO2 oder
SiN gebildet ist, wirksam verringert werden. Dementsprechend kann
der derart hergestellte Lichtmodulator für eine Hochgeschwindigkeitsmodulation
verwendet werden.
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Da
der Lichtmodulator der vorliegenden Erfindung derart gebildet wird,
dass die Schichtstruktur von zwei oder mehreren Isolierungsschichten
unmittelbar unter der Bondinselelektrode gebildet wird, ist das
selektive Ätzverfahren
zur Bildung der Isolierungsschicht unmittelbar unter der Bondinselelektrode
wirksam zur steuerbaren Bildung der Isolierungsschicht auf eine
gewünschte
Dicke.
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Bei
dem Verfahren zur Herstellung des Lichtmodulators der vorliegenden
Erfindung wird nach der Bildung der primären Isolierungsschicht, welche
kontinuierlich den Messabschnitt bedeckt, und des Bondinselbildungsabschnitts
ein Teil der primären
Isolierungsschicht außer
demjenigen, welcher den Bondinselbildungsabschnitt bedeckt, entfernt,
worauf die Bildung einer sekundären
Isolierungsschicht folgt, welche kontinuierlich den Messabschnitt
und den Bondinselbildungsabschnitt bedeckt. Auf diese Weise kann
die Isolierungsschicht mit einer großen Dicke unmittelbar unter
der Bondinselelektrode gebildet werden.
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Ebenfalls
wird bei dem Verfahren zur Herstellung des Lichtmodulators der vorliegenden
Erfindung nach der Bildung der primären Isolierungsschicht, welche
kontinuierlich den Messabschnitt und den Bondinselbildungsabschnitt
bedeckt, eine Maske auf einem Teil außer dem Bondinselbildungsabschnitt
gebildet, worauf die Bildung einer sekundären Isolierungsschicht vor
der Entfernung der Maske folgt. Auf diese Weise wird die Isolierungsschicht
in zwei Stufen lediglich über
dem Bondinselabschnitt gebildet. Auf diese Weise kann die Isolierungsschicht mit
einer großen
Dicke unmittelbar unter der Bondinselelektrode gebildet werden.
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Des
weiteren wird bei dem Verfahren zur Herstellung des Lichtmodulators
der vorliegenden Erfindung nach der Bildung der primären Isolierungsschicht,
welche kontinuierlich den Messabschnitt und den Bondinselbildungsabschnitt
bedeckt, eine Maske auf dem Bondinselbildungsabschnitt gebildet,
worauf ein Ätzen
eines Teils der Isolierungsschicht außer dem Bondinselbildungsabschnitt
auf eine vorbestimmte Schichtdicke folgt. Auf diese Weise wird die Isolierungsschicht
in zwei Stufen lediglich über
dem Bondinselabschnitt gebildet. Auf diese Weise kann die Isolierungs schicht
mit einer großen
Dicke unmittelbar unter der Bondinselelektrode in einem Schritt und
nicht in zwei Schritten gebildet werden.
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Des
weiteren wird bei dem Verfahren zur Herstellung des Lichtmodulators
der vorliegenden Erfindung die selektive Ätztechnik verwendet, um die primäre Isolierungsschicht
zu ätzen,
welche den Messabschnitt und den Bondinselbildungsabschnitt kontinuierlich
bedeckt. Aus diesem Grunde kann die Schichtdicke der Isolierungsschicht
genau gesteuert werden.
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Bei
der praktischen Anwendung des Verfahrens zur Herstellung des Lichtmodulators
der vorliegenden Erfindung werden die Isolierungsschicht oder die
Isolierungsschichten aus SiO2 oder SiN gebildet, und
dementsprechend kann die parasitäre
statische Kapazität
des Lichtmodulators wirksam verringert werden.
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Ebenfalls
werden bei der praktischen Verwendung des Verfahrens zur Herstellung
des Lichtmodulators der vorliegenden Erfindung die Isolierungsschicht
oder die Isolierungsschichten aus SiO2 und
SiN gebildet, und dementsprechend kann die parasitäre statische
Kapazität
des Lichtmodulators wirksam verringert werden.
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Die
Verwendung der CVD-Zerstäubungs- oder
Vakuumbedampfungstechnik zur Bildung der Isolierungsschicht oder
Isolierungsschichten ist effektiv, um die Bildung der Isolierungsschicht
oder Isolierungsschichten zu erleichtern.
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Vorstehend
wurde ein Lichtmodulator und ein Verfahren zu dessen Herstellung
offenbart. Ein Lichtmodulator mit einer verringerten parasitären statischen
Kapazität
enthält
ein Halbleitersubstrat mit einem darauf gebildeten Messabschnitt
und einem Bondinselbildungsabschnitt. Eine primäre Isolierungsschicht ist auf
dem Substrat gebildet, um den Mesaabschnitt und den Bondinselbildungsabschnitt kontinuierlich
zu bedecken. Nachdem eine Maske auf einem Teil der primären Isolierungsschicht über dem
Bondinselbildungsabschnitt gebildet worden ist, wird der verbleibende
Teil der primären
Isolierungsschicht weggeätzt,
worauf das Entfernen der Maske folgt. Nach dem Entfernen der Maske
wird eine sekundäre
Isolierungsschicht gebildet, um den Teil der primären Isolierungsschicht über dem
Bondinselbildungsabschnitt und dem Mesaabschnitt kontinuierlich
zu bedecken, so dass eine relativ dicke Isolierungsschicht lediglich über dem
Bondinselbildungsabschnitt gebildet werden kann.