JP2000299489A - Photoelectric conversion element and light receiver - Google Patents
Photoelectric conversion element and light receiverInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、光通信システムに
適用される光電変換素子及び光受信器に関する。[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a photoelectric conversion element and an optical receiver applied to an optical communication system.
【０００２】[0002]
【従来の技術】光電変換素子を形成するフォトダイオー
ドの構成として、特開平７−２４０５３４号記載のフォ
トダイオードが知られている。上記公報記載の発明に係
るフォトダイオードの構成はｐｎ接合の直下部分の支持
基板の少なくとも一部を除去する事によって基板の物理
的強度を保ちながら、時間分解能を高めることを目的と
している。2. Description of the Related Art A photodiode described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-240534 is known as a structure of a photodiode forming a photoelectric conversion element. The configuration of the photodiode according to the invention described in the above publication aims at improving the time resolution while maintaining the physical strength of the substrate by removing at least a part of the support substrate immediately below the pn junction.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記公報記載
の技術においてはアノード電極とカソード電極を別々の
面から取り出しているため、後工程のアセンブリが困難
であるという問題がある。However, the technique described in the above publication has a problem that it is difficult to assemble in a later process because the anode electrode and the cathode electrode are taken out from different surfaces.
【０００４】そこで、本発明は後工程のアセンブリが容
易に行える構成の光電変換素子及び光受信器を提供する
ことを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a photoelectric conversion element and an optical receiver which can be easily assembled in a later process.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明は、支持基板上
に、裏面側が当該支持基板と接するように半導体層が形
成され、入射された光信号を電気信号に変換する光電変
換領域の半導体層にＰＩＮ構造のフォトダイオードを有
する光電変換素子において、半導体層の光電変換領域に
おける表面側の表層部に第１導電型不純物をドープして
形成された表面層と、半導体層の光電変換領域における
裏面側の表層部に第２導電型不純物をドープして形成さ
れた裏面層と、半導体層の光電変換領域を囲む領域に、
裏面層と接続されると共に表面層と離隔するように第２
導電型不純物をドープして形成された周辺導電層と、半
導体層の表面側に位置すると共に、表面層と周辺導電層
にそれぞれ接続するように形成された電極とを備え、支
持基板は、半導体層の裏面層が露出するように光電変換
領域に相当する部分が除去されていることを特徴とす
る。このように、電極のコンタクトを同一面に設けるこ
とにより後工程のアセンブリを容易に行うことができ
る。According to the present invention, a semiconductor layer is formed on a supporting substrate such that a back surface thereof is in contact with the supporting substrate, and a semiconductor layer of a photoelectric conversion region for converting an incident optical signal into an electric signal. In the photoelectric conversion element having a PIN structure photodiode, a surface layer formed by doping a first conductive type impurity into a surface layer portion on a front surface side in a photoelectric conversion region of a semiconductor layer, and a back surface in the photoelectric conversion region of the semiconductor layer A back surface layer formed by doping a second conductivity type impurity into a surface layer on the side, and a region surrounding the photoelectric conversion region of the semiconductor layer,
The second layer is connected to the back layer and separated from the front layer.
A peripheral conductive layer formed by doping a conductive impurity, and an electrode located on the surface side of the semiconductor layer and formed so as to be connected to the surface layer and the peripheral conductive layer, respectively, wherein A portion corresponding to a photoelectric conversion region is removed so that a back surface layer of the layer is exposed. In this way, by providing the electrode contacts on the same surface, assembly in a later step can be easily performed.
【０００６】上記光電変換素子において、支持基板は半
導体層と接する面に絶縁膜を有する半導体基板により構
成されていることを特徴としても良い。このようにする
ことにより、裏面層を容易に滑らかにすることができ
る。[0006] In the above photoelectric conversion element, the support substrate may be constituted by a semiconductor substrate having an insulating film on a surface in contact with the semiconductor layer. By doing so, the back layer can be easily smoothed.
【０００７】本発明に係る光受信器は、上記の光電変換
素子と、光電変換素子の支持基板側の光電変換領域に対
向するように設けられた光ファイバと、光電変換素子の
電極とバンプ接続された導電パターンを有する回路基板
と、を備えることを特徴とする。このように平面に電極
のコンタクトを設けているため、バンプ接続が可能とな
り、従来の光受信器より小型化を図ることができる。[0007] An optical receiver according to the present invention provides the above-mentioned photoelectric conversion element, an optical fiber provided so as to face a photoelectric conversion region on the support substrate side of the photoelectric conversion element, and a bump connection between the electrode of the photoelectric conversion element and the bump. And a circuit board having a conductive pattern formed thereon. Since the electrode contacts are provided on the plane as described above, bump connection becomes possible, and the size can be reduced compared to the conventional optical receiver.
【０００８】上記光受信器において、光電変換素子は、
回路基板に固定されると共に光ファイバを保持する支持
部材によって支持されていることを特徴としても良い。
このようにすることにより、光受信器の強度を高めるこ
とができる。In the above optical receiver, the photoelectric conversion element is
It may be characterized in that it is fixed to the circuit board and supported by a support member holding the optical fiber.
By doing so, the intensity of the optical receiver can be increased.
【０００９】[0009]
【発明の実施の形態】本発明に係る光電変換素子の好適
な実施形態を図を用いて説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the photoelectric conversion element according to the present invention will be described with reference to the drawings.
【００１０】図１は、実施形態に係る光電変換素子の断
面図である。０．０２Ω・ｃｍ以下の抵抗を持つ厚さ５
２５μｍ程度のｎ型シリコンからなる半導体基板１１上
に膜厚１μｍのＳｉＯ2層１２が形成され、光電変換領
域で半導体基板１１とＳｉＯ2層１２が部分的に除去さ
れることにより支持基板１０が構成されている。支持基
板１０上すなわちＳｉＯ2層１２上面には、シリコンか
らなる厚さ５〜１０μｍの半導体層２０が形成され、半
導体層２０の光電変換領域の表面側表層部には、厚さ
０．５μｍのｐ型不純物をドープした表面層２１が形成
されており、半導体層２０の光電変換領域の裏面側表層
部にはｎ型不純物をドープした裏面層２４が形成されて
いる。また、ｐ型の表面層２１を取り囲む領域には、表
面層２１と一定の間隔を空けつつ裏面層２４と接続する
ように周辺導電層２３がｎ型不純物をドープして形成さ
れている。FIG. 1 is a sectional view of a photoelectric conversion element according to an embodiment. Thickness 5 with resistance less than 0.02Ωcm
An SiO 2 layer 12 having a thickness of 1 μm is formed on a semiconductor substrate 11 made of n-type silicon having a thickness of about 25 μm, and the semiconductor substrate 11 and the SiO 2 layer 12 are partially removed in the photoelectric conversion region. It is configured. A semiconductor layer 20 made of silicon and having a thickness of 5 to 10 μm is formed on the supporting substrate 10, that is, on the upper surface of the SiO 2 layer 12. A surface layer 21 doped with a p-type impurity is formed, and a back layer 24 doped with an n-type impurity is formed in a surface layer on the back surface of the photoelectric conversion region of the semiconductor layer 20. Further, in a region surrounding the p-type surface layer 21, a peripheral conductive layer 23 is formed by doping with an n-type impurity so as to be connected to the back surface layer 24 with a certain space from the surface layer 21.
【００１１】このようにして、ｐ型の表面層２１とｎ型
の裏面層２４及び周辺導電層２３とに囲まれた半導体層
２０の領域、すなわち４ｋΩ・ｃｍ以上の抵抗をもった
ｎ型の中間層２２が構成される。ここで、ｎ型の中間層
２２の不純物濃度はｎ型の裏面層２４及び周辺導電層２
３より低濃度であり、従って表面層２１をアノード
（Ｐ）、裏面層２４及び周辺導電層２３をカソード
（Ｎ）とし、中間層２２が空乏領域（Ｉ）となりうるＰ
ＩＮ構造のフォトダイオードが支持基板１０上の半導体
層２０に形成されることになる。なお、表面層２１のｐ
型不純物濃度は１×１０ 18ａｔｍｓ／ｃｍ3以上とし、
周辺導電層２３及び裏面層２４のｎ型不純物濃度はいず
れも１×１０15ａｔｍｓ／ｃｍ3以上、理想的には１×
１０19ａｔｍｓ／ｃｍ3以上とする。Thus, the p-type surface layer 21 and the n-type
Semiconductor layer surrounded by back surface layer 24 and peripheral conductive layer 23
20 areas, that is, a resistance of 4 kΩ · cm or more
An n-type intermediate layer 22 is formed. Here, the n-type intermediate layer
22 has an n-type backside layer 24 and a peripheral conductive layer 2.
3 and therefore the surface layer 21 is
(P), the back surface layer 24 and the peripheral conductive layer 23 are cathode
(N), and P in which the intermediate layer 22 can be a depletion region (I).
The photodiode of the IN structure is a semiconductor on the support substrate 10
It will be formed in layer 20. The p of the surface layer 21
Mold impurity concentration is 1 × 10 18atms / cmThreeAbove
The n-type impurity concentration of the peripheral conductive layer 23 and the back layer 24 is not required
Also 1 × 1015atms / cmThreeAbove, ideally 1 ×
1019atms / cmThreeAbove.
【００１２】半導体層２０の表面にはＳｉＯ2層３２が
形成されている。表面層２１の上面からアノード電極３
３を、周辺導電層２３の上面からカソード電極３１を、
それぞれＳｉＯ2層３２に開けたコンタクトホールを通
じて取り出している。On the surface of the semiconductor layer 20, an SiO 2 layer 32 is formed. From the upper surface of the surface layer 21 to the anode electrode 3
3, the cathode electrode 31 from the upper surface of the peripheral conductive layer 23,
Each is taken out through a contact hole opened in the SiO 2 layer 32.
【００１３】このような構成とすることにより、従来は
カソード電極３１を支持基板１０側の裏面層２４から取
り出していたのに対し、本実施形態ではアノード電極３
３と同じ面である半導体層２０上の周辺導電層２３から
取り出すことができるので、アセンブリ工程において容
易にアセンブリできると共に、バンプ接続が可能となる
ので製品の小型化を図ることができる。By adopting such a configuration, the cathode electrode 31 is conventionally taken out from the back layer 24 on the support substrate 10 side.
3 can be taken out from the peripheral conductive layer 23 on the semiconductor layer 20 on the same surface as that of the semiconductor layer 20, so that it is possible to easily assemble in an assembling process, and to make bump connection possible, so that the size of the product can be reduced.
【００１４】また本実施形態では、ｐ型の表面層２１を
取り囲む広い領域に裏面層２４及び周辺導電層２３が形
成されていることにより、光電変換部を形成する表面層
２１と裏面層２４及び周辺導電層２３との直列抵抗成分
が減少し、アノード電極３３とカソード電極３１との間
に印加する逆バイアス電圧を低くすることができる。ま
た、ｎ型不純物をドープして形成された周辺導電層２３
が表面層２１を取り囲んでいるため、周辺導電層２３は
チャンネルストッパとしての役割をも果たしている。In this embodiment, since the back surface layer 24 and the peripheral conductive layer 23 are formed in a wide area surrounding the p-type surface layer 21, the front surface layer 21 and the back surface layer 24 forming the photoelectric conversion portion are formed. The series resistance component with the peripheral conductive layer 23 is reduced, and the reverse bias voltage applied between the anode electrode 33 and the cathode electrode 31 can be reduced. Further, the peripheral conductive layer 23 formed by doping an n-type impurity is formed.
Surrounding the surface layer 21, the peripheral conductive layer 23 also serves as a channel stopper.
【００１５】さらに、本実施形態では支持基板１０にＳ
ｉＯ2層１２が形成されていることにより、裏面層２４
を滑らかな面に加工しやすい構成となっている。Further, in this embodiment, S
Since the iO 2 layer 12 is formed, the back layer 24
Is easily processed into a smooth surface.
【００１６】以上、光電変換素子の実施形態について詳
細に説明してきたが、本発明は上記実施形態に限定され
ない。ＳｉＯ2層１２はＳｉ3Ｎ4などの絶縁層であって
も良く、また絶縁物で支持基板１０自体が構成されてい
れば上面の絶縁膜は必ずしも必要ではない。さらに、半
導体基板１１上に直接半導体層２０が形成されていても
良いが、この場合には半導体基板１１で光励起されたキ
ャリアがＰＩＮフォトダイオードに流入しやすい点で不
利である。さらに、半導体基板１１の材料もｎ型シリコ
ンに限定されないが、シリコンを用いるとエッチングで
除去する光電変換領域の開孔を、光ファイバなどの取り
付けに適した形状（側壁が５５度に傾いた形状）にする
のが容易になる。また、低バイアス高速応答には不利で
あるが裏面層２４の無い構造も考えられる。なお、ＰＩ
Ｎ構造を形成する半導体層２０の各層のｐ型とｎ型を逆
にした構造も可能である。Although the embodiments of the photoelectric conversion element have been described in detail above, the present invention is not limited to the above embodiments. The SiO 2 layer 12 may be an insulating layer such as Si 3 N 4, and the insulating film on the upper surface is not necessarily required as long as the supporting substrate 10 itself is made of an insulating material. Furthermore, the semiconductor layer 20 may be formed directly on the semiconductor substrate 11, but in this case, it is disadvantageous in that the carriers photoexcited by the semiconductor substrate 11 easily flow into the PIN photodiode. Further, the material of the semiconductor substrate 11 is not limited to n-type silicon, but when silicon is used, the opening of the photoelectric conversion region to be removed by etching is formed in a shape suitable for attaching an optical fiber or the like (a shape in which the side wall is inclined at 55 degrees). ). A structure without the back surface layer 24, which is disadvantageous for low-bias high-speed response, is also conceivable. Note that PI
A structure in which the p-type and the n-type of each layer of the semiconductor layer 20 forming the N structure are reversed is also possible.
【００１７】次に、上記実施形態の光電変換素子の製造
方法を図を用いて示す。図２から図５は図１の光電変換
素子の製造工程を示した図で、同一の記号は、同一また
は相当する部分を示し、重複する説明は省略する。Next, a method for manufacturing the photoelectric conversion element of the above embodiment will be described with reference to the drawings. 2 to 5 are views showing the steps of manufacturing the photoelectric conversion element of FIG. 1, in which the same symbols indicate the same or corresponding parts, and duplicate description will be omitted.
【００１８】図２に示すように、比抵抗０．０２Ω・ｃ
ｍ以下、厚さ５２５μｍのｎ型シリコンからなる半導体
基板１１上に、絶縁膜として厚さ１μｍのＳｉＯ2層１
２を形成することによって支持基板１０を形成する。そ
の上面に５〜１０μｍのｎ型導電性半導体層２２を貼り
合わせ技術により形成する。ここで、ｎ型導電性半導体
層２２はｎ型不純物をわずかに含むシリコンによって形
成されたものであり、比抵抗４ｋΩ・ｃｍ以上を有す
る。なお、ｎ型導電性半導体層２２は、周知のエピタキ
シャル成長法やＳＩＭＯＸ(Separation by Implantatio
n of Oxygen)法により形成しても良い。As shown in FIG. 2, the specific resistance is 0.02Ω · c.
m and a 525 μm thick n-type silicon semiconductor substrate 11 on a 1 μm thick SiO 2 layer 1 as an insulating film.
2 is formed to form the support substrate 10. An n-type conductive semiconductor layer 22 of 5 to 10 μm is formed on the upper surface by a bonding technique. Here, the n-type conductive semiconductor layer 22 is formed of silicon containing a small amount of n-type impurities, and has a specific resistance of 4 kΩ · cm or more. The n-type conductive semiconductor layer 22 is formed by a known epitaxial growth method or SIMOX (Separation by Implantation).
n of Oxygen) method.
【００１９】次に図３に示すように、光電変換部形成領
域である領域ＲにＳｉＯ2層３４によるマスクをかけ、
領域Ｒを除くｎ型導電性半導体層２２にｎ型不純物を拡
散させてｎ型の周辺導電層２３を形成する。ここで、ｎ
型不純物濃度は１×１０15ａｔｍｓ／ｃｍ3以上、理想
的には１×１０19ａｔｍｓ／ｃｍ3以上とする。Next, as shown in FIG. 3, a mask made of a SiO 2 layer 34 is applied to a region R which is a region where a photoelectric conversion portion is formed.
An n-type peripheral conductive layer 23 is formed by diffusing an n-type impurity into the n-type conductive semiconductor layer 22 excluding the region R. Where n
The mold impurity concentration is 1 × 10 15 atms / cm 3 or more, and ideally 1 × 10 19 atms / cm 3 or more.
【００２０】次に図４に示すように、ｎ型導電性半導体
層２２の領域Ｓにｐ型不純物を拡散させてｐ型の表面層
２１を形成する。ここで、ｐ型不純物濃度は１×１０18
ａｔｍｓ／ｃｍ3以上とする。Next, as shown in FIG. 4, a p-type impurity is diffused in a region S of the n-type conductive semiconductor layer 22 to form a p-type surface layer 21. Here, the p-type impurity concentration is 1 × 10 18
atms / cm 3 or more.
【００２１】次に図５に示すように、光電変換領域の下
の半導体基板１１をＫＯＨを用いてエッチングにより除
去し、続いてＳｉＯ2層１２をＨＦを用いてエッチング
により除去する。エッチング後に、エッチングによって
露出したｎ型導電性半導体層２２にｎ型不純物をイオン
注入法によりドープしてｎ型導電性半導体層２２の裏面
側表層部にｎ型の裏面層２４を形成して、図1の光電変
換素子が完成される。ここで、ｎ型の裏面層２４は周辺
導電層２３とオーバーラップしている。Next, as shown in FIG. 5, the semiconductor substrate 11 under the photoelectric conversion region is removed by etching using KOH, and then the SiO 2 layer 12 is removed by etching using HF. After the etching, the n-type conductive semiconductor layer 22 exposed by the etching is doped with an n-type impurity by an ion implantation method to form an n-type back layer 24 on the back surface side surface portion of the n-type conductive semiconductor layer 22. The photoelectric conversion device of FIG. 1 is completed. Here, the n-type back surface layer 24 overlaps with the peripheral conductive layer 23.
【００２２】なお、半導体基板１１として周辺導電層２
３と同じ不純物濃度のものを用い、半導体基板１１上に
ＳｉＯ2層１２を形成しないで半導体基板１１をカソー
ドとして用いることもできる。このようにすることによ
り製造工程を簡略化できるが、本実施形態でこれを行わ
ないのは、第1には、エッチング後に裏面層２４を形成
することで裏面層２４の不純物濃度分布の状態がむらの
ないようにするためである。第2には、半導体基板１１
上にＳｉＯ2層１２を形成することで、半導体基板１１
のエッチング工程においてＳｉＯ2層１２がエッチング
ストッパとして働くため、光電変換領域の半導体層２０
の膜厚を正確に制御する事ができるからである。The peripheral conductive layer 2 is used as the semiconductor substrate 11.
3, the semiconductor substrate 11 can be used as a cathode without forming the SiO 2 layer 12 on the semiconductor substrate 11. Although the manufacturing process can be simplified by doing so, the reason why this is not performed in the present embodiment is that, first, by forming the backside layer 24 after etching, the state of the impurity concentration distribution of the backside layer 24 is reduced. This is to ensure that there is no unevenness. Second, the semiconductor substrate 11
By forming the SiO 2 layer 12 thereon, the semiconductor substrate 11
Since the SiO 2 layer 12 functions as an etching stopper in the etching process of FIG.
This is because the thickness of the film can be controlled accurately.
【００２３】次に、本発明に係る光受信器の好適な第1
実施形態を図を用いて説明する。図６は、上記実施形態
の光電変換素子を光受信器に適用した例を示した図であ
る。光受信器１００は、図1に示す光電変換素子４０
と、先端が先細に加工された光ファイバ５２と、表面に
導電パターン６３を有する回路基板６２とから構成され
る。Next, the first preferred optical receiver according to the present invention will be described.
An embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 6 is a diagram showing an example in which the photoelectric conversion element of the above embodiment is applied to an optical receiver. The optical receiver 100 includes the photoelectric conversion element 40 shown in FIG.
And an optical fiber 52 whose tip is tapered, and a circuit board 62 having a conductive pattern 63 on the surface.
【００２４】光電変換素子４０は、光電変換素子４０の
表面側が回路基板６２に対向するように回路基板６２上
に配置され、光電変換素子４０の表面側のアノード電極
３３とカソード電極３１はバンプ６１によって、回路基
板６２の導電パターン６３と接続されている。The photoelectric conversion element 40 is disposed on the circuit board 62 such that the front side of the photoelectric conversion element 40 faces the circuit board 62, and the anode electrode 33 and the cathode electrode 31 on the front side of the photoelectric conversion element 40 are connected to bumps 61. Is connected to the conductive pattern 63 of the circuit board 62.
【００２５】光ファイバ５２は、光電変換素子４０の裏
面の支持基板が除去されて露出した光電変換領域に光が
入射するように、光電変換素子４０の裏面側に取り付け
られ、ＵＶ光硬化樹脂５１により固定されている。光電
変換素子４０の裏面はエッチングにより除去されている
関係で、除去された部分は一対の斜面が５５度の台形形
状になっているので、光電変換素子４０との取り付け側
の光ファイバ５２の先端部分は、支持基板の除去された
部分に隙間なく接触するように５５度の斜面に加工され
ている。The optical fiber 52 is attached to the back surface of the photoelectric conversion element 40 so that light enters the exposed photoelectric conversion area by removing the support substrate on the back surface of the photoelectric conversion element 40. It is fixed by. Since the back surface of the photoelectric conversion element 40 is removed by etching, and the removed portion has a trapezoidal shape with a pair of slopes of 55 degrees, the tip of the optical fiber 52 on the mounting side with the photoelectric conversion element 40 is attached. The portion is formed into a 55-degree slope so as to contact the removed portion of the support substrate without any gap.
【００２６】光ファイバ５２から入射した光が、光電変
換領域に対して垂直に入射するように、光ファイバ５２
はその中心軸が光電変換素子４０の受光面と直行するよ
うに取り付けられている。具体的には、光ファイバ５２
の取り付け時に、光電変換素子４０と光ファイバ５２と
の隙間にＵＶ光硬化樹脂５１を塗布した後、ＵＶ光硬化
樹脂５１が硬化する前に、光ファイバ５２の光電変換素
子４０との取り付け側とは逆の先端から一定の光を入射
し、アノード電極３３から出力される電力が最大になる
ように光ファイバ５２の軸を調節する。出力電力が最大
になったときにＵＶ光を照射してＵＶ光硬化樹脂５１を
硬化させ、光ファイバ５２を光電変換素子４０に固定さ
せる。The optical fiber 52 is set so that light incident from the optical fiber 52 is perpendicularly incident on the photoelectric conversion region.
Is mounted such that its central axis is perpendicular to the light receiving surface of the photoelectric conversion element 40. Specifically, the optical fiber 52
At the time of attachment, after the UV light curable resin 51 is applied to the gap between the photoelectric conversion element 40 and the optical fiber 52, before the UV light curable resin 51 is cured, the mounting side of the optical fiber 52 with the photoelectric conversion element 40 is Adjusts the axis of the optical fiber 52 so that constant light is incident from the opposite end and the power output from the anode electrode 33 is maximized. When the output power reaches a maximum, UV light is irradiated to cure the UV light curing resin 51, and the optical fiber 52 is fixed to the photoelectric conversion element 40.
【００２７】本実施形態の光受信器１００は、バンプ６
１により光電変換素子４０と回路基板６２とを接続でき
るため、光受信器１００の小型化が図られる。また、回
路基板６２に形成された導電パターン６３は回路基板６
２の裏面側まで延びているので外部回路との電気接続が
容易になる。The optical receiver 100 of the present embodiment has the bump 6
1, the photoelectric conversion element 40 and the circuit board 62 can be connected, so that the optical receiver 100 can be downsized. The conductive pattern 63 formed on the circuit board 62 is
2 extends to the back surface side, so that electrical connection with an external circuit is facilitated.
【００２８】次に、本発明に係る光受信器の好適な第２
実施形態を図を用いて説明する。図７は、上記実施形態
の光受信器１００に支持部材７１を設けた第2実施形態
の光受信器１１０を示す図である。光受信器１１０は、
図に示す光電変換素子４０と、先端が先細に加工された
光ファイバ５２と、導電パターン（図示せず）を有する
回路基板６２と、光電変換素子４０を回路基板６２に固
定させると共に光ファイバ５２を保持する支持部材７１
とから構成される。Next, the second preferred optical receiver according to the present invention will be described.
An embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 7 is a diagram illustrating an optical receiver 110 according to a second embodiment in which a support member 71 is provided on the optical receiver 100 according to the above embodiment. The optical receiver 110 is
The photoelectric conversion element 40 shown in the figure, the optical fiber 52 whose tip is tapered, a circuit board 62 having a conductive pattern (not shown), and the optical fiber 52 while fixing the photoelectric conversion element 40 to the circuit board 62. Support member 71 for holding
It is composed of
【００２９】支持部材７１は、光ファイバ５２を通すた
めのガイド穴を底面に有する断面凹型形状をなし、凹部
の内部は光電変換素子４０が入るだけの大きさを有して
いる。光電変換素子４０は、上記第1実施形態と同様に
回路基板６２に光電変換素子４０の表面側が回路基板６
２に対向するように配置され、アノード電極３３及びカ
ソード電極３１はバンプ６１によって回路基板６２の導
電パターンに接続されている。支持部材７１は回路基板
６２上の光電変換素子４０をその凹部によって覆う形で
配置されている。支持部材７１は、回路基板６２と接す
る面に突起部７２を有し、回路基板６２に設けられた穴
６４に嵌め込まれ、接着剤８２を用いて突起部７２は穴
６４に固定されている。また、光電変換素子４０の支持
基板の底面と支持部材７１の凹部底面との隙間には接着
剤８１が用いられ支持部材７１による光電変換素子４０
の固定をより確実にしている。The support member 71 has a concave cross-sectional shape having a guide hole for passing the optical fiber 52 on the bottom surface, and the inside of the concave portion is large enough to receive the photoelectric conversion element 40. The photoelectric conversion element 40 is provided on the circuit board 62 in the same manner as in the first embodiment.
The anode 33 and the cathode 31 are connected to the conductive pattern of the circuit board 62 by bumps 61. The support member 71 is arranged so as to cover the photoelectric conversion element 40 on the circuit board 62 with its concave portion. The support member 71 has a protrusion 72 on a surface in contact with the circuit board 62, is fitted into a hole 64 provided on the circuit board 62, and the protrusion 72 is fixed to the hole 64 using an adhesive 82. An adhesive 81 is used in a gap between the bottom surface of the support substrate of the photoelectric conversion element 40 and the bottom surface of the concave portion of the support member 71, and the photoelectric conversion element 40
More securely.
【００３０】光ファイバ５２は、その一端が支持部材７
１の底面にあるガイド穴を通じて光電変換素子４０の半
導体基板側から光電変換領域に対向されている。光ファ
イバ５２は、ＵＶ光硬化樹脂５１を光ファイバ５２と支
持部材７１との間に用いて、上記第1実施形態と同じ方
法により、光電変換領域に対して垂直に光が入射するよ
うに、支持部材７１に固定されている。本実施形態にお
いては、支持部材７１を設けることにより、光ファイバ
５２及び光電変換素子４０が一層強固に固定され、光受
信器１１０の物理的強度を高めることができる。One end of the optical fiber 52 has a support member 7.
The photoelectric conversion element 40 is opposed to the photoelectric conversion region from the semiconductor substrate side of the photoelectric conversion element 40 through a guide hole formed on the bottom surface of the photoelectric conversion element 40. The optical fiber 52 uses the UV light curable resin 51 between the optical fiber 52 and the support member 71, and in the same manner as in the first embodiment, so that light is perpendicularly incident on the photoelectric conversion region. It is fixed to the support member 71. In the present embodiment, by providing the support member 71, the optical fiber 52 and the photoelectric conversion element 40 are more firmly fixed, and the physical strength of the optical receiver 110 can be increased.
【００３１】以上、本発明に係る光受信器の実施形態に
ついて詳細に説明してきたが、本発明は上記実施形態に
限定されるものではない。例えば、本実施形態において
は突起部７２、及び穴６４を設けて支持部７１を固定し
ているが、必ずしも突起部７２、及び穴６４を設ける必
要はなく、接着剤のみで固定しても良い。また接着剤８
１についても必ずしも用いる必要はない。Although the embodiments of the optical receiver according to the present invention have been described in detail, the present invention is not limited to the above embodiments. For example, in the present embodiment, the protrusion 72 and the hole 64 are provided to fix the support portion 71. However, the protrusion 72 and the hole 64 need not always be provided, and may be fixed only with an adhesive. . Adhesive 8
It is not always necessary to use 1 as well.
【００３２】[0032]
【発明の効果】本発明によれば、アノード電極とカソー
ド電極のコンタクトを同一面にすることにより、後工程
のアセンブリが容易に行え、また凹部で電極のコンタク
トをする場合に比べ、平面にコンタクトを設けているた
めバンプ接続が可能となり光受信器の小型化を図ること
ができる。According to the present invention, the contact between the anode electrode and the cathode electrode is made to be on the same surface, so that the assembly in the post-process can be easily performed. Is provided, bump connection becomes possible, and the size of the optical receiver can be reduced.
【図１】本発明に係る光電変換素子の実施形態を示す図
である。FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of a photoelectric conversion element according to the present invention.
【図２】本実施形態の光電変換素子の製造工程を示す図
である。FIG. 2 is a diagram illustrating a manufacturing process of the photoelectric conversion element of the present embodiment.
【図３】本実施形態の光電変換素子の製造工程を示す図
である。FIG. 3 is a diagram showing a manufacturing process of the photoelectric conversion element of the present embodiment.
【図４】本実施形態の光電変換素子の製造工程を示す図
である。FIG. 4 is a diagram illustrating a manufacturing process of the photoelectric conversion element of the present embodiment.
【図５】本実施形態の光電変換素子の製造工程を示す図
である。FIG. 5 is a diagram showing a manufacturing process of the photoelectric conversion element of the present embodiment.
【図６】本発明に係る光受信器の第１実施形態を示す図
である。FIG. 6 is a diagram showing a first embodiment of the optical receiver according to the present invention.
【図７】本発明に係る光受信器の第２実施形態を示す図
である。FIG. 7 is a diagram showing a second embodiment of the optical receiver according to the present invention.
１０・・・支持基板、１１・・・半導体基板、１２・・
・ＳｉＯ2層、２０・・・半導体層、２１・・・表面
層、２２・・・中間層（ｎ型導電型半導体層）、２３・
・・周辺導電層、２４・・・裏面層、３１・・・カソー
ド電極、３２・・・ＳｉＯ2層、３３・・・アノード電
極、４０・・・光電変換素子、５１・・・ＵＶ光硬化樹
脂、５２・・・光ファイバ、６１・・・バンプ、６２・
・・導電パターンを有する回路基板、６３・・・導電パ
ターン、６４・・・穴、７１・・・支持部材、７２・・
・突起部、８１、８２・・・接着剤、１００、１１０・
・・光受信器。10 ... Support substrate, 11 ... Semiconductor substrate, 12 ...
· SiO 2 layer, 20 ··· semiconductor layer, 21 ··· surface layer, 22 ··· intermediate layer (n-type conductive semiconductor layer), 23 ·
..Peripheral conductive layer, 24 back surface layer, 31 cathode electrode, 32 SiO 2 layer, 33 anode electrode, 40 photoelectric conversion element, 51 UV curing Resin, 52: optical fiber, 61: bump, 62
..Circuit board having conductive pattern, 63 ... conductive pattern, 64 ... hole, 71 ... support member, 72 ...
・ Protrusion, 81, 82 ... adhesive, 100, 110
..Optical receivers.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤井 義磨郎 静岡県浜松市市野町1126番地の１ 浜松ホ トニクス株式会社内 Ｆターム(参考） 2H037 AA01 BA11 DA03 DA14 DA17 5F049 MA04 MB03 NA18 NA19 NB01 PA09 PA10 PA14 PA20 QA06 QA14 QA20 SS03 SS07 SZ13 TA01 TA14 5F088 AA03 AB03 BA15 BA18 BB01 CB09 CB10 CB14 DA17 GA04 GA09 HA13 JA01 JA14 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Yoshiro Fujii 1126 Nomachi, Hamamatsu City, Shizuoka Prefecture F-term within Hamamatsu Photonics Co., Ltd. PA10 PA14 PA20 QA06 QA14 QA20 SS03 SS07 SZ13 TA01 TA14 5F088 AA03 AB03 BA15 BA18 BB01 CB09 CB10 CB14 DA17 GA04 GA09 HA13 JA01 JA14
Claims (4)
接するように半導体層が形成され、入射された光信号を
電気信号に変換する光電変換領域の前記半導体層にＰＩ
Ｎ構造のフォトダイオードを有する光電変換素子におい
て、 前記半導体層の前記光電変換領域における表面側の表層
部に第１導電型不純物をドープして形成された表面層
と、 前記半導体層の前記光電変換領域における前記裏面側の
表層部に第２導電型不純物をドープして形成された裏面
層と、 前記半導体層の前記光電変換領域を囲む領域に、前記裏
面層と接続されると共に前記表面層と離隔するように第
２導電型不純物をドープして形成された周辺導電層と、 前記半導体層の前記表面側に位置すると共に、前記表面
層と前記周辺導電層にそれぞれ接続するように形成され
た電極と、を備え、 前記支持基板は、前記半導体層の前記裏面層が露出する
ように前記光電変換領域に相当する部分が除去されてい
ることを特徴とする光電変換素子。1. A semiconductor layer is formed on a supporting substrate such that a back surface thereof is in contact with the supporting substrate, and a PI is provided on the semiconductor layer in a photoelectric conversion region for converting an incident optical signal into an electric signal.
In a photoelectric conversion element having a photodiode having an N structure, a surface layer formed by doping a first conductive type impurity into a surface layer portion of the semiconductor layer on a surface side in the photoelectric conversion region, and the photoelectric conversion of the semiconductor layer A back surface layer formed by doping a second conductivity type impurity into a surface layer portion on the back surface side in a region; and a region surrounding the photoelectric conversion region of the semiconductor layer, the front surface layer being connected to the back surface layer. A peripheral conductive layer formed by doping a second conductivity type impurity so as to be separated; and a peripheral conductive layer formed on the surface side of the semiconductor layer and connected to the surface layer and the peripheral conductive layer, respectively. An electrode, wherein a portion corresponding to the photoelectric conversion region is removed from the support substrate so that the back surface layer of the semiconductor layer is exposed.
面に絶縁膜を有する半導体基板により構成されているこ
とを特徴とする請求項１記載の光電変換素子。2. The photoelectric conversion element according to claim 1, wherein said support substrate is formed of a semiconductor substrate having an insulating film on a surface in contact with said semiconductor layer.
子と、 前記光電変換素子の前記支持基板側の前記光電変換領域
に対向するように設けられた光ファイバと、 前記光電変換素子の前記電極とバンプ接続された導電パ
ターンを有する回路基板と、を備えることを特徴とする
光受信器。3. The photoelectric conversion element according to claim 1 or 2, an optical fiber provided to face the photoelectric conversion region on the support substrate side of the photoelectric conversion element, and An optical receiver, comprising: a circuit board having a conductive pattern connected to the electrode and a bump.
定されると共に前記光ファイバを保持する支持部材によ
って支持されていることを特徴とする請求項３記載の光
受信器。4. The optical receiver according to claim 3, wherein the photoelectric conversion element is fixed to the circuit board and supported by a support member that holds the optical fiber.
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|---|---|
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