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公開番号2025149291
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-08
出願番号2024049839
出願日2024-03-26
発明の名称半導体デバイス
出願人沖電気工業株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類H10H 20/824 20250101AFI20251001BHJP()
要約【課題】半導体デバイスにおける光の損失を低減する。
【解決手段】半導体デバイス1は、Si基板21と、Si基板21の上方に形成された有機膜23と、有機膜23上に設けられ、光を受光または発光する機能層10とを有する。機能層10のうち、有機膜23と接合される面は、InPで形成されている。
【選択図】図1

特許請求の範囲【請求項１】
Ｓｉ基板と、
前記Ｓｉ基板の上方に形成された有機膜と、
前記有機膜上に設けられ、光を受光または発光する半導体層と
を有し、
前記半導体層のうち、前記有機膜と接合される面は、ＩｎＰで形成されている
ことを特徴とする半導体デバイス。
続きを表示（約 830 文字）【請求項２】
前記有機膜の膜厚Ｔ（ｎｍ）は、前記半導体層において受光または発光する光の波長をλ（ｎｍ）とし、前記有機膜の屈折率をｎとした場合に、
Ｔ≦λ×０．１／ｎ
を満足することを特徴とする請求項１に記載の半導体デバイス。
【請求項３】
前記有機膜の膜厚Ｔは、８５ｎｍ以下である
ことを特徴とする請求項１項に記載の半導体デバイス。
【請求項４】
前記有機膜の膜厚Ｔは、４０ｎｍ以下である
ことを特徴とする請求項１に記載の半導体デバイス。
【請求項５】
前記有機膜の膜厚Ｔは、１０ｎｍ以上である
ことを特徴とする請求項１から４までの何れか１項に記載の半導体デバイス。
【請求項６】
前記有機膜は、ポリイミドで形成されている
ことを特徴とする請求項１から４までの何れか１項に記載の半導体デバイス。
【請求項７】
前記Ｓｉ基板上に、前記有機膜の膜厚よりも薄いＳｉＯ
２
膜を有し、
前記有機膜は、前記ＳｉＯ
２
膜上に形成される
ことを特徴とする請求項１から４までの何れか１項に記載の半導体デバイス。
【請求項８】
前記半導体層は、ＩｎＧａＡｓで形成された光電変換層を、ＩｎＰで形成された下クラッド層と、ＩｎＰで形成された上クラッド層とで挟み込んで構成され、
前記下クラッド層が前記有機膜に接合されている
ことを特徴とする請求項１から４までの何れか１項に記載の半導体デバイス。
【請求項９】
前記半導体層は、波長λが９００ｎｍ以上の光を受光または発光し、
前記Ｓｉ基板は、前記半導体層に受光される光または前記半導体層から発せられた光を透過する
ことを特徴とする請求項１から４までの何れか１項に記載の半導体デバイス。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、半導体デバイスに関する。
続きを表示（約 1,200 文字）【背景技術】
【０００２】
従来より、Ｓｉ基板の表面に半導体層を配置した半導体装置が知られている（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００６－２４５２１０号公報（要約参照）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
Ｓｉ基板は、一定の波長帯域の光を透過する。そのため、半導体層で発生した光をＳｉ基板の裏面から出射し、あるいはＳｉ基板の裏面に入射した光を半導体層で受光するデバイス構成が考えられる。この場合、光の損失の低減が課題となる。
【０００５】
本開示は、半導体デバイスにおける光の損失の低減を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の半導体デバイスは、Ｓｉ基板と、Ｓｉ基板の上方に形成された有機膜と、有機膜上に設けられ、光を受光または発光する半導体層とを有する。半導体層のうち、有機膜と接合される面は、ＩｎＰで形成されている。
【発明の効果】
【０００７】
本開示の半導体デバイスでは、有機膜とＩｎＰとの屈折率差が小さいため、光の損失を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
実施の形態１の半導体デバイスを示す断面図である。
実施の形態１の半導体デバイスの製造方法を示すフローチャートである。
実施の形態１のＩｎＰ基板上にバッファ層等を介して機能層を形成する工程を示す断面図である。
機能層をパターニングする工程を示す断面図である。
機能層上に保護膜を形成する工程を示す断面図である。
機能層を保持するスタンプを形成する工程を示す断面図である。
機能層をＩｎＰ基板から剥離する工程を示す断面図である。
Ｓｉ基板に有機膜を形成する工程を示す断面図である。
機能層をＳｉ基板に転写する工程を示す断面図である。
保護膜を除去する工程を示す断面図（Ａ）、および電極を形成する工程を示す断面図（Ｂ）である。
膜厚が５ｎｍの有機膜と機能層との接合力の試験結果を示す図（Ａ），（Ｂ）である。
膜厚が１１ｎｍの有機膜と機能層との接合力の試験結果を示す図（Ａ），（Ｂ）である。
有機膜の膜厚と光の透過率との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態に係る半導体デバイスについて、図面を参照して説明する。半導体デバイスは、所定の機能を発揮する機能層すなわち半導体層を有する。
【００１０】
半導体デバイスは、例えば、ＬＥＤ（発光ダイオード）もしくは面発光レーザ等の発光素子、または、フォトダイオード等の受光素子である。発光素子と受光素子とを包括して、光電変換素子と称する。
（【００１１】以降は省略されています）

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