JP2001085729A - Semiconductor light receiving element - Google Patents

Semiconductor light receiving element

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JP2001085729A
JP2001085729A JP26001699A JP26001699A JP2001085729A JP 2001085729 A JP2001085729 A JP 2001085729A JP 26001699 A JP26001699 A JP 26001699A JP 26001699 A JP26001699 A JP 26001699A JP 2001085729 A JP2001085729 A JP 2001085729A
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直之 山林
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent leaking transmission light or the stray light of transmission light from coming in due to the incompleteness of WDM by installing the first absorbing layer of an InGaAsP on one side of a substrate and installing the second absorbing layer of the InGaAsP above the substrate and just below a light receiving layer. SOLUTION: An InGaAsP layer 67 is formed at the rear face of an n+-type InP substrate 57 as a first absorbing layer and a second n+-type InGaAsP light absorbing layer 58 and an n-type InGaAs light receiving layer 59 are epitaxially grown on the surface side of the substrate. The reception light A of λ2 is made to pass through the absorbing layer 67, the substrate 57 and the absorbing layer 58 from the rear face and it reaches the depletion layer 62 of the light receiving layer 59. The depletion layer 62 absorbs it and a pair of electronic holes are generated. Most of leaking light B of λ1, which enters from the rear face, is absorbed by the first n-InGaAsP absorbing layer 67. The second absorbing layer 58 absorbs the stray light C of λ1 from obliquely below.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は異なる波長の光λ
、λを用いて1本の光ファイバによって送受信を行
うようにした光送受信モジュールにおいて送信光の影響
を良好に遮断できる受光素子の構造に関する。1本の光
ファイバを送受信に共用する場合送信光を出すLDと受
信光を受けるPDが同一の容器や同一の基板上に設けら
れる。或いは1本の光ファイバで二以上の波長の光を使
って一方向に送信する場合も二つ以上のPDが同一の基
板上に設けられる。PDは高感度の素子である。LDは
遠くまで信号を運ぶため強烈なパワーを持っている。波
長は異なるが受光素子には送信光に対する感度があるか
ら送信光を感受してしまう。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention
1 relates to a structure of a light receiving element capable of satisfactorily blocking the effect of the transmission light in an optical transceiver module to transmit and receive the single optical fiber using lambda 2. When one optical fiber is used for both transmission and reception, an LD that emits transmission light and a PD that receives reception light are provided on the same container or on the same substrate. Alternatively, two or more PDs are provided on the same substrate in the case of transmitting in one direction using light of two or more wavelengths with one optical fiber. PD is a highly sensitive element. LDs have intense power to carry signals far away. Although the wavelengths are different, the light receiving element has sensitivity to the transmitted light, so that the light is sensed.

【0002】同一端末にLDとPDがあって、PDがL
Dの送信光を感受することを光学的クロストークとい
う。送信光を感受すると受信光の検知を難しくする。だ
からクロストークはできるだけ小さく抑制する必要があ
る。送信器と受信器の間には電気回路間の電磁結合によ
り電気的クロストークとこの光学的クロストークの2種
類の相互作用がある。いずれも克服すべき難しい問題で
ある。ここでは光学的クロストークだけを問題にする。
[0002] The same terminal has an LD and a PD, and the PD is L
Sensing the transmitted light of D is called optical crosstalk. Sensing the transmitted light makes it difficult to detect the received light. Therefore, it is necessary to suppress crosstalk as small as possible. There are two types of interaction between the transmitter and the receiver due to the electromagnetic coupling between the electrical circuits, electrical crosstalk and this optical crosstalk. Both are difficult issues to overcome. Here, only optical crosstalk is considered.

【0003】送信受信を1本の光ファイバで行う送受信
器は、送信光と受信光の分離の方法によって様々の態様
のものが考案されている。最も一般的なものは波長分波
器を使って送信光経路と受信光経路を分岐させるもので
ある。そのような空間的分離をするものは光学的クロス
トークの問題が比較的軽微である。より特殊な送受信モ
ジュールとして、PDとLDを1直線上に並べ送受信経
路を殆ど同一にするものがある。そのような送信受信経
路が同一のものは光学的クロストークの問題はより深刻
になる。
Various types of transmitters and receivers for performing transmission and reception using one optical fiber have been devised according to a method of separating transmission light and reception light. The most common one uses a wavelength demultiplexer to split a transmission optical path and a reception optical path. Such spatial separations have relatively minor optical crosstalk problems. As a more specific transmission / reception module, there is a module in which PDs and LDs are arranged on one straight line and transmission / reception paths are almost the same. If such transmission and reception paths are the same, the problem of optical crosstalk becomes more serious.

【0004】[0004]

【従来の技術】送受信モジュールの典型的な例を図1
(波長多重双方向通信)に示す。局側ではLD1によっ
て信号を発生し、光ファイバ1、分波器2、光ファイバ
3、分波器4、光ファイバ5を経て加入者側に送る。加
入者側はLD2によって信号を発生し、光ファイバ6、
分波器4、光ファイバ3、分波器2、光ファイバ7を経
て局側のPD1に送る。1本の光ファイバで同時双方向
に信号を送ることができる。波長分波器2が上り下りの
信号を波長の違いによって2本の異なる光ファイバ1、
7に分離している。下り信号の波長をλ、上り信号の
波長をλとする。いずれも1本の光ファイバ3によっ
て上下方向に送られる。加入者側では波長分波器4によ
って送信光と受信光を異なる光ファイバ5、6に分離す
る。加入者側で受信光λはPD2によって受信する。
送信光λはLD2によって発生させる。PD2、LD
2より先には電気回路があるが、ここでは図示を略す。
送信受信という言葉は局側と加入者側では反対になる
が、この発明で送信受信というのは加入者側からみての
ことである。上り光λが送信光、下り光λが受信光
である。この例では波長分波器4によって光路を分岐さ
せるからPD2とLD2とは空間的に離隔している。
2. Description of the Related Art A typical example of a transmission / reception module is shown in FIG.
(Wavelength multiplex bidirectional communication). On the office side, a signal is generated by the LD 1 and transmitted to the subscriber side via the optical fiber 1, the splitter 2, the optical fiber 3, the splitter 4, and the optical fiber 5. The subscriber generates a signal by the LD 2 and the optical fiber 6,
The signal is sent to the station-side PD 1 via the splitter 4, the optical fiber 3, the splitter 2, and the optical fiber 7. A single optical fiber can transmit signals in both directions simultaneously. The wavelength demultiplexer 2 separates the upstream and downstream signals into two different optical fibers 1 depending on the difference in wavelength.
7 is separated. The wavelength of the downstream signal is λ 2 , and the wavelength of the upstream signal is λ 1 . Each of them is sent vertically by one optical fiber 3. On the subscriber side, the transmission light and the reception light are separated by the wavelength demultiplexer 4 into different optical fibers 5 and 6. Receiving light lambda 2 at the subscriber side receives the PD2.
Transmitting light lambda 1 generates by LD2. PD2, LD
Although there is an electric circuit ahead of 2, the illustration is omitted here.
The term "transmission / reception" is opposite on the station side and the subscriber side, but in the present invention, transmission / reception is from the viewpoint of the subscriber. Upstream optical lambda 1 is transmitted light, the downstream optical lambda 2 is the received light. In this example, since the optical path is branched by the wavelength demultiplexer 4, the PD 2 and the LD 2 are spatially separated.

【0005】図2は2つの波長の光λ、λを局側か
ら加入者側へ一方向に送信する場合を示す(波長多重一
方向通信)。局側では合波器8で異なる波長の送信光λ
、λを合一させる。二つの信号は1本の光ファイバ
で送られる。加入者側では波長分波器4によって波長分
離する。異なるPD1、PD2によってλ、λの光
を受信する。この場合もPD1、PD2それぞれにおい
て光学的クロストークが問題である。
FIG. 2 shows a case where two wavelengths of light λ 1 and λ 2 are transmitted in one direction from a station side to a subscriber side (wavelength multiplexing one-way communication). On the station side, the transmission light λ of different wavelength
1 and λ 2 are united. The two signals are sent on one optical fiber. On the subscriber side, the wavelength is demultiplexed by the wavelength demultiplexer 4. Lights of λ 1 and λ 2 are received by different PDs 1 and 2 . Also in this case, optical crosstalk is a problem in each of PD1 and PD2.

【0006】図3は図1、図2など光路分離された光通
信系において受信器として用いることができる従来例に
かかるPDモジュールを示す。リードピン9を有する円
形金属製ステム10の中心にサブマウント11を介して
PDチップ12が取り付けられる。ステム10の上には
レンズ13を有する円筒形キャップ14が調芯して溶接
される。さらにその上には円筒形スリーブ15が設けら
れる。スリーブ15の軸穴にはフェルール16が挿入さ
れる。フェルール16は光ファイバ17の先端を保持す
る。フェルール16の先端は斜めに研磨してある。光フ
ァイバ17を保護するためベンドリミッタ18がスリー
ブにかぶせてある。図1、2の送受信モジュールはその
ほかに送信器を含む。それは図3のPDをLDに置き換
えたものであるので説明しない。
FIG. 3 shows a PD module according to a conventional example which can be used as a receiver in an optical communication system in which the optical paths are separated as shown in FIGS. A PD chip 12 is attached to the center of a circular metal stem 10 having lead pins 9 via a submount 11. A cylindrical cap 14 having a lens 13 is aligned and welded onto the stem 10. Furthermore, a cylindrical sleeve 15 is provided thereon. A ferrule 16 is inserted into a shaft hole of the sleeve 15. The ferrule 16 holds the tip of the optical fiber 17. The tip of the ferrule 16 is polished obliquely. A bend limiter 18 is placed over the sleeve to protect the optical fiber 17. 1 and 2 further includes a transmitter. It is not described because it is obtained by replacing the PD in FIG. 3 with an LD.

【0007】本発明は、図1、図2のような波長分波器
を含む系でも適用でき、図1、図2は図3のような受信
器を含むので説明している。その受信器は金属ケースを
用いており光ファイバ配置は立体的である。高性能であ
るが調芯が不可欠で製造コストが高く高価であって普及
実用という点では難がある。
The present invention can also be applied to a system including a wavelength demultiplexer as shown in FIGS. 1 and 2, and FIGS. 1 and 2 have been described because they include a receiver as shown in FIG. The receiver uses a metal case and the optical fiber arrangement is three-dimensional. Although high performance, alignment is indispensable, the production cost is high, and it is difficult in terms of practical use.

【0008】より安価な受光素子モジュールとして表面
実装型のものが研究されている。図4は裏面入射型のP
Dを使った表面実装型モジュールの従来例を示す。本発
明は表面実装型受光素子にも適用できるので予め説明す
る。長方形のSiベンチ19の中央部に縦方向のV溝2
0がエッチングによって形成してある。V溝20の終端
には傾斜したミラー面21がある。これもエッチングに
よって同時に作製される。V溝20の終端部のすぐ上に
PDチップ23が固定してある。これは裏面入射型で上
面に受光部24がある。光ファイバ22からでた光はS
iベンチ面に平行にV溝内を伝搬しミラー面21で上向
きに反射され底面からPD23に入り受光部24に到達
する。表面実装型のモジュールは調芯箇所がないので製
造容易である。
[0008] A surface-mount type light receiving element module has been studied as a cheaper light receiving element module. FIG. 4 shows a back-illuminated P
1 shows a conventional example of a surface mount type module using D. Since the present invention can be applied to a surface mount type light receiving element, it will be described in advance. A vertical V-groove 2 in the center of a rectangular Si bench 19
0 is formed by etching. At the end of the V-groove 20, there is an inclined mirror surface 21. This is also produced simultaneously by etching. A PD chip 23 is fixed just above the end of the V-groove 20. This is a back-illuminated type and has a light receiving unit 24 on the upper surface. The light emitted from the optical fiber 22 is S
The light propagates in the V groove parallel to the i bench surface, is reflected upward by the mirror surface 21, enters the PD 23 from the bottom surface, and reaches the light receiving unit 24. The surface mount type module is easy to manufacture because there is no centering portion.

【0009】図3、図4の受光素子モジュールはともに
図1、図2の波長分波器によって分離された受信光を検
知するために用いることができる。波長分波器は例えば
Si基板上に波長選択性のある分岐導波路を作ることに
よって製造できる。しかし波長分波器にも色々有って図
5のようなプリズム型波長分波器を用いることできる。
図5において透明の三角柱ガラスブロック25、26は
斜辺面に誘電体多層膜27が積層してあり、それが波長
選択性を持つ。光ファイバ28から出た異なる波長の光
を一方は反射し一方は透過するというような選択性であ
る。しかし、ここでは送信光と受信光を合成するための
選択性を持つようにしている。光の相反性があるから同
じ選択性を異なる用途に利用しているだけである。光フ
ァイバ28から出た受信光λは多層膜27で反射され
PD30に導かれる。LD29から出た送信光λは多
層膜27を透過してファイバ28に入る。本発明はその
ような送受信モジュールにも利用できるから準備的に説
明した。
3 and 4 can be used to detect the received light separated by the wavelength demultiplexer shown in FIGS. 1 and 2. The wavelength demultiplexer can be manufactured, for example, by forming a wavelength-selective branch waveguide on a Si substrate. However, there are various wavelength demultiplexers, and a prism type wavelength demultiplexer as shown in FIG. 5 can be used.
In FIG. 5, the transparent triangular prism glass blocks 25 and 26 have a dielectric multilayer film 27 laminated on the hypotenuse surface, which has wavelength selectivity. Selectivity is such that light of different wavelengths emitted from the optical fiber 28 is reflected on one side and transmitted on the other side. However, here, selectivity for combining transmission light and reception light is provided. Because of the reciprocity of light, only the same selectivity is used for different applications. The reception light λ 2 output from the optical fiber 28 is reflected by the multilayer film 27 and guided to the PD 30. The transmission light λ 1 emitted from the LD 29 passes through the multilayer film 27 and enters the fiber 28. The present invention has been preliminarily described because it can be used for such a transmitting / receiving module.

【0010】しかしながら、なんといっても本発明が最
も好適に適用できるのは波長分波器によって経路分離し
ないような送受信モジュールである。これまで述べたも
のと区別するために、ここでは経路非分離型と仮に呼ぼ
う。それは本発明者が初めて提唱したものであって未だ
特殊なモジュールということができる。経路非分離型は
光ファイバの延長線上にPDとLDがあるから構造が単
純だという利点がある。反面、光軸を同じうするのでク
ロストークは深刻になる。図6は経路非分離型のものを
示す。本発明の用途として図6の経路非分離型のものが
本命である。
However, the present invention is most suitably applied to a transmission / reception module in which the path is not separated by a wavelength demultiplexer. In order to distinguish it from what has been described above, let us tentatively call it a path non-separable type. It is a module originally proposed by the present inventors for the first time, and can be said to be still a special module. The non-separable path type has the advantage that the structure is simple because the PD and LD are on the extension of the optical fiber. On the other hand, since the optical axes are the same, crosstalk becomes serious. FIG. 6 shows a non-separable path type. As a use of the present invention, the non-separable type shown in FIG. 6 is a favorite.

【0011】ハウジング31の内部にSiベンチがある
が、ここでは図示を略している。光ファイバ32が縦方
向に設けられる。光ファイバの先端に対向するようLD
33が取り付けられる。光ファイバ32の途中にWDM
フィルタ35があって波長分離するようになっている。
WDM35の直上にPD34がある。LD33の出すλ
の送信光は例えば1mWの強いものである。これが光
ファイバ32を通って外部へ出て行く。外部から光ファ
イバを伝わってきた受信光λはWDM35で反射され
PD34の裏面に入り受光部36で検知される。送信光
λは強い光であり、受信光λは弱い光である。光フ
ァイバ32の中でWDMまでの経路が同一である。方向
は反対であってWDMによって分離されるというもの
の、送信光の一部がPDに入ることがある。これが光学
的クロストークを引き起こす。僅かな割合であっても、
元の送信光パワーは大きく受信光は微弱であるから受信
光にとって無視できない大きいノイズとなる。
There is a Si bench inside the housing 31, but is not shown here. An optical fiber 32 is provided in the vertical direction. LD to face the end of optical fiber
33 is attached. WDM in the middle of optical fiber 32
There is a filter 35 for wavelength separation.
The PD 34 is located immediately above the WDM 35. LD33 output λ
One transmission light is, for example, as strong as 1 mW. This goes out through the optical fiber 32 to the outside. The received light λ 2 transmitted from the outside through the optical fiber is reflected by the WDM 35, enters the back surface of the PD 34, and is detected by the light receiving unit 36. The transmission light λ 1 is strong light, and the reception light λ 2 is weak light. The route to the WDM in the optical fiber 32 is the same. Although the directions are opposite and separated by WDM, some of the transmitted light may enter the PD. This causes optical crosstalk. Even a small percentage,
Since the original transmission light power is large and the reception light is weak, it becomes a large noise that cannot be ignored for the reception light.

【0012】図7のような従来例にかかるPDを用いた
ときは単にノイズというようなものではない。送信光ノ
イズが受信光自身を上回りS/N比(シグナル/ノイズ
比で大きい方が良い)が1より遥かに小さい値になって
しまう。図7のInP系の受光素子の製造は、n−In
P基板37の上に、n−InPバッファ層38、n−I
nGaAs受光層39、n−InP窓層40を積層した
エピタキシャルウエハから出発する。Zn拡散によって
p型領域41を作製し、その上に環状のp電極42を形
成する。p電極42の内側に反射防止膜43を、外側に
パッシベーション膜44を乗せる。裏面にはn電極45
を形成する。この図の場合、入射光は上面から入射する
(上面入射型)。裏面入射型にする場合は、n電極をリ
ング状にして、p電極を開口のない一様厚みの電極とす
る。
When the PD according to the conventional example as shown in FIG. 7 is used, it is not simply noise. The transmission light noise exceeds the reception light itself and the S / N ratio (the larger the signal / noise ratio is better) becomes a value much smaller than 1. The manufacturing of the InP-based light receiving element of FIG.
On a P substrate 37, an n-InP buffer layer 38, n-I
Starting from an epitaxial wafer on which the nGaAs light receiving layer 39 and the n-InP window layer 40 are stacked. A p-type region 41 is formed by Zn diffusion, and an annular p-electrode 42 is formed thereon. An anti-reflection film 43 is placed on the inside of the p-electrode 42 and a passivation film 44 is placed on the outside. N electrode 45 on the back
To form In the case of this figure, the incident light is incident from the upper surface (upper surface incident type). In the case of a back-illuminated type, the n-electrode is formed in a ring shape, and the p-electrode is an electrode having no opening and having a uniform thickness.

【0013】図8は図7の受光素子の感度特性を示す。
短波長側で感度が低下するPの部分はInP窓層のバン
ドギャップに対応する。それ以下の短波長の光はInP
窓層によって吸収されるから感受されない。長波長側で
感度が低下するRの部分はInGaAs受光層のバンド
ギャップにあたる。それ以上の長波長の光、即ちより低
いエネルギー(ここではフォトンのエネルギーhνをさ
す)の光は受光層バンドギャップ以下のエネルギーであ
るから感受できない。この受光素子は、InP窓層のバ
ンドギャップPからInGaAs受光層のバンドギャッ
プRまで広い範囲Qに感度を有する。1.3μm帯にも
1.55μm帯にも充分な感度を持っている。
FIG. 8 shows the sensitivity characteristics of the light receiving element of FIG.
The portion of P where the sensitivity decreases on the short wavelength side corresponds to the band gap of the InP window layer. Shorter wavelength light is less than InP
Not absorbed because it is absorbed by the window layer. The portion of R where the sensitivity decreases on the long wavelength side corresponds to the band gap of the InGaAs light receiving layer. Light having a longer wavelength than that, that is, light having lower energy (here, the energy hν of photons) cannot be perceived because the energy is less than the band gap of the light-receiving layer. This light receiving element has sensitivity in a wide range Q from the band gap P of the InP window layer to the band gap R of the InGaAs light receiving layer. It has sufficient sensitivity in both the 1.3 μm band and the 1.55 μm band.

【0014】だから光通信に使われる長波長光に対して
は図7の受光素子が最も一般的に用いられる。図7の従
来構造のPDでは、図8のように1μm〜1.65μm
まで感度がある。このような広い範囲で感度があるとい
うことは同じ受光素子を1.3μmにも1.55μmに
も利用できるという点では長所である。しかし反面、送
受信モジュールに用いると送信光を感じ光学的クロスト
ークを引き起こすという欠点がある。
Therefore, the light receiving element shown in FIG. 7 is most generally used for long wavelength light used in optical communication. In the PD having the conventional structure shown in FIG. 7, 1 μm to 1.65 μm as shown in FIG.
There is sensitivity up to. Having such a wide range of sensitivity is an advantage in that the same light receiving element can be used for both 1.3 μm and 1.55 μm. However, on the other hand, there is a drawback that when used in a transmission / reception module, transmission light is sensed and optical crosstalk is caused.

【0015】もしも送信光λが受信光λよりもエネ
ルギーが低い(λ>λ)場合は、PDの受光層を工
夫することによってクロストークを減らすこともでき
る。PDは受光層のバンドギャップよりエネルギーの高
い光を吸収し光電流に変えるが、バンドギャップより低
いエネルギーの光は透過するから感受できない。送信光
エネルギーと受信光エネルギーの中間のエネルギーのバ
ンドギャップを持つような受光層を選べば受信光だけを
選択的に感受するPDができよう。
If the transmitted light λ 1 has lower energy than the received light λ 21 > λ 2 ), the crosstalk can be reduced by devising the light receiving layer of the PD. The PD absorbs light having an energy higher than the band gap of the light receiving layer and converts the light into a photocurrent. However, the PD transmits light having an energy lower than the band gap and cannot sense it. If a light receiving layer having an energy band gap between transmission light energy and reception light energy is selected, a PD that can selectively receive only reception light can be obtained.

【0016】しかし反対に、送信光λが受信光λ
りエネルギーが高い(λ<λ)場合はそのような手
段を使う事ができない。受光層のバンドギャップを工夫
するということではクロストークを押さえることができ
ない。本発明はそのような場合を対象にする。つまり本
発明では、送信光波長は、受信光波長より短いのである
(λ<λ)。例えばλ=1.3μm送信、λ
1.55μm受信というような場合である。図1、図2
のようなY分岐を有する波長分波器を用いる時でもWD
Mの性能は不十分であるとクロストークは大きくなる
し、図6のように経路非分離型の場合クロストークはい
っそう著しい。
On the contrary, when the transmitted light λ 1 has higher energy than the received light λ 212 ), such means cannot be used. By devising the band gap of the light receiving layer, crosstalk cannot be suppressed. The present invention is directed to such cases. That is, in the present invention, the transmission light wavelength is shorter than the reception light wavelength (λ 12 ). For example, λ 1 = 1.3 μm transmission, λ 2 =
This is the case with 1.55 μm reception. 1 and 2
WD even when using a wavelength demultiplexer having a Y-branch such as
If the performance of M is insufficient, the crosstalk will increase, and in the case of the non-separable path type as shown in FIG. 6, the crosstalk will be even more remarkable.

【0017】図6の送受信モジュールにおいて、どのよ
うなわけで光学的クロストークが起こるのかを述べよ
う。図6の素子において、実際にはSiプラットフォー
ム(Siベンチ)上に配置されたLDからの強い送信光
(λ)が全部光ファイバに入るのではなく、一部はS
iプラットフォーム、樹脂に当たり散乱される。LD出
射光はかなりの角度をもって広がるからである。送信光
λに対してSiベンチは透明である。これがそもそも
の問題の発端である。LDなどは透明の樹脂で覆う。S
iベンチや透明樹脂の空間に入った送信光λはSiを
透過し反射され散乱される。樹脂の分布、Siプラット
フォームの形状、素子配置によって様々の散乱光が生じ
る。λの反射散乱光の軌跡は複雑である。PDからみ
るとSiプラットフォームの全体がλで明るく輝いて
いるかのようである。このように経路以外からのλ
散乱光あるいは迷光と呼ぶ。
The reason why optical crosstalk occurs in the transmitting / receiving module shown in FIG. 6 will be described. In the device of FIG. 6, actually, the strong transmission light (λ 1 ) from the LD arranged on the Si platform (Si bench) does not entirely enter the optical fiber, but a part of the transmission light does not reach the optical fiber.
The i-platform hits the resin and is scattered. This is because the light emitted from the LD spreads at a considerable angle. Si bench with respect to the transmission light lambda 1 is transparent. This is the origin of the problem in the first place. LD and the like are covered with a transparent resin. S
The transmission light λ 1 entering the i-bench or the space of the transparent resin is transmitted through Si, reflected and scattered. Various scattered lights are generated depending on the distribution of the resin, the shape of the Si platform, and the element arrangement. The trajectory of the reflected scattered light of λ 1 is complicated. The whole of the Si platform when viewed from the PD is as if shining brightly at λ 1. Thus, λ 1 from other than the path is called scattered light or stray light.

【0018】可視光でないから人間の視覚には感じない
がPDには見える。様々の方角から様々の高さからλ
がPDに入射する。裏面からも上面からも側面からもP
Dに入る。だから光ファイバを通らない送信光がPDに
入りクロストークを引き起こす。そのようなWDMを経
由しないλ散乱光によるクロストークは、WDMの性
能をいくら引上げても抑止できない。またLDの出力が
上がるにつれてWDMだけでは光ファイバを通るλ
の漏れを抑えきれなくなってきた。LDの光がWDMで
反射屈折してPDに至る光を漏れ光と呼ぶ。λについ
て、漏れ光と散乱光(迷光)を区別するほうが説明しや
すい。
Although it is not visible light, it is not perceived by human eyes but is visible by PD. Λ 1 from various directions from various directions
Is incident on the PD. P from back, top and side
Enter D. Therefore, transmission light that does not pass through the optical fiber enters the PD and causes crosstalk. Crosstalk caused by the λ 1 scattered light which does not pass through such a WDM can not be suppressed no matter how pulling the WDM performance. The only WDM as the output of the LD increases have become not completely suppress the leakage of λ 1 light passing through the optical fiber. Light that is reflected and refracted from the LD by the WDM and reaches the PD is called leakage light. For λ 1, it is easily explained better to distinguish between the leakage light and the scattered light (stray light).

【0019】そこで本発明者は送信光λだけを吸収し
受信光λを通すような波長選択性のある吸収層をPD
チップ内に設けるという巧妙な構造のPDを発明した。 特開平11−83619号(出願人:住友電気工業株
式会社、発明者:工原美樹、中西裕美、寺内均、199
7年9月3日出願)である。図9にそのような吸収層を
有するPDの基本構造を示す。n型InP基板46の上
にn型InGaAs受光層47を設ける。n型InGa
As受光層47の中央部にはZn拡散によりp型領域4
8を形成する。pn接合に接してi層49(空乏層)が
できる。p型領域48の上にはp電極50を設ける。p
電極の外側にはpn接合を覆うようにパッシベーション
膜51(例えばSiN)を設ける。n型InP基板46
の裏面にはn型InGaAsP吸収層52を設ける。そ
のさらに下にはリング状のn電極53を形成する。n電
極53の中央部が入射窓になる。入射窓は反射防止膜5
4によって被覆される。
Therefore, the present inventor has proposed an absorption layer having a wavelength selectivity that absorbs only the transmission light λ 1 and allows the reception light λ 2 to pass through the PD.
Invented a PD with a clever structure that is provided inside a chip. JP-A-11-83619 (Applicant: Sumitomo Electric Industries, Ltd., Inventors: Miki Kohara, Yumi Nakanishi, Hitoshi Terauchi, 199
(Filed on September 3, 1995). FIG. 9 shows a basic structure of a PD having such an absorption layer. An n-type InGaAs light receiving layer 47 is provided on an n-type InP substrate 46. n-type InGa
In the center of the As light receiving layer 47, the p-type region 4 is formed by Zn diffusion.
8 is formed. An i layer 49 (depletion layer) is formed in contact with the pn junction. A p-type electrode 50 is provided on the p-type region 48. p
A passivation film 51 (eg, SiN) is provided outside the electrodes so as to cover the pn junction. n-type InP substrate 46
The n-type InGaAsP absorption layer 52 is provided on the back surface of the substrate. Further below this, a ring-shaped n-electrode 53 is formed. The central portion of the n-electrode 53 becomes the entrance window. The entrance window is an anti-reflection film 5
4 coated.

【0020】図10はより具体的なPDの構造を示す。
実際には結晶性を改善するために、n型InP基板46
とInGaAs受光層47の間にn型InPバッファ層
56を設ける。さらにInGaAs受光層47の上にI
nP窓層55を設ける。窓層55から受光層47にかけ
て、中央部にZn拡散によってp領域48を作製する。
p領域48の上にp電極50を形成する。すでに述べた
ようにInP基板46やInPバッファ層56があるの
で、もしInGaAsP吸収層52がないとすれば、図
8のような感度曲線において広い感度(Q)をもち、感
度下限がPとなる。
FIG. 10 shows a more specific structure of a PD.
Actually, in order to improve the crystallinity, the n-type InP substrate 46 is formed.
An n-type InP buffer layer 56 is provided between the substrate and the InGaAs light receiving layer 47. Further, the IGaAs
An nP window layer 55 is provided. From the window layer 55 to the light receiving layer 47, a p region 48 is formed in the center by Zn diffusion.
The p electrode 50 is formed on the p region 48. As described above, since the InP substrate 46 and the InP buffer layer 56 are provided, if the InGaAsP absorption layer 52 is not provided, the sensitivity curve has a wide sensitivity (Q) as shown in FIG. .

【0021】これは裏面入射型で図6のようなモジュー
ルに使われる。InGaAsP吸収層52がこのPDの
新規な点である。四元化合物であるからバンドギャップ
と格子定数は自在に選ぶことができる。およそ半導体、
絶縁体はバンドギャップより大きいエネルギーの光を吸
収できバンドギャップより小さいエネルギーの光は吸収
できない。そこで吸収層52のバンドギャップを送信光
λエネルギーと受信光λエネルギーの中間に選ぶと
λのみを選択的に吸収するものができる筈である。
This is a back-illuminated type and is used for a module as shown in FIG. The InGaAsP absorption layer 52 is a novel point of this PD. Since it is a quaternary compound, the band gap and lattice constant can be freely selected. About semiconductor,
The insulator can absorb light having an energy larger than the band gap and cannot absorb light having an energy smaller than the band gap. Therefore, if the band gap of the absorption layer 52 is selected to be intermediate between the energy of the transmission light λ 1 and the energy of the reception light λ 2 , it should be possible to selectively absorb only λ 1 .

【0022】たとえば送信光を1.3μm、受信光を
1.55μmとすると、吸収層バンドギャップ波長は
1.4μm程度にすると良い。この吸収層は1×10
18cm のキャリヤ濃度(電子濃度)とし、厚みは
例えば5μmとする。かなり厚い吸収層である。また電
子濃度もかなり高くする。吸収層が厚いのは1.3μm
光を充分に吸収するためである。この吸収層の1.3μ
m光に対する減衰定数αはα=10cm−1である。
膜厚が5μmだと減衰はexp(−αd)=0.007
となり透過率が0.7%と充分に小さくなる。電子濃度
が高いのは一つはPDの順方向抵抗が高く成りすぎない
ためである。もう一つは1.3μm光を吸収層が吸収し
て電子正孔対を作るが正孔が再結合しやすいという意味
もある。n型だから電子の方は初めから沢山あって問題
ない。吸収層は送信光(1.3μm)を吸収し受信光
(1.55μm)だけを選択的に通すから送信受信光間
の光学的クロストークを防ぐ上に極めて有効である。
For example, if the transmission light is 1.3 μm and the reception light is 1.55 μm, the band gap wavelength of the absorption layer is preferably about 1.4 μm. This absorption layer is 1 × 10
18 cm - the third carrier concentration (electron concentration), the thickness is set to 5μm, for example. It is a rather thick absorbent layer. Also, the electron concentration is made considerably high. 1.3 μm thick absorption layer
This is for sufficiently absorbing light. 1.3 μm of this absorption layer
The attenuation constant α for m light is α = 10 4 cm −1 .
When the film thickness is 5 μm, the attenuation is exp (−αd) = 0.007.
And the transmittance becomes sufficiently small at 0.7%. One reason for the high electron concentration is that the forward resistance of the PD does not become too high. The other is that the absorption layer absorbs 1.3 μm light to form electron-hole pairs, but this also means that holes are easily recombined. Since it is n-type, there are many electrons from the beginning and there is no problem. Since the absorption layer absorbs the transmission light (1.3 μm) and selectively transmits only the reception light (1.55 μm), it is extremely effective in preventing optical crosstalk between the transmission and reception light.

【0023】図11はInGaAsP吸収層52の透過
率の波長依存性を示す。バンドギャップ波長がλ
1.42μmになるように、InGaAsPの混晶比を
選んである。だから1.42μmより短い波長は吸収
し、1.42μmより長い波長は透過する。PDの感度
は1.55μm光に対し1A/W、1.3μm光に対し
0.01A/W以下であったと述べている。消光比は1
/100以下である(20dB)。
FIG. 11 shows the wavelength dependence of the transmittance of the InGaAsP absorption layer 52. Bandgap wavelength λ g =
The mixed crystal ratio of InGaAsP is selected so as to be 1.42 μm. Therefore, wavelengths shorter than 1.42 μm are absorbed and wavelengths longer than 1.42 μm are transmitted. It states that the sensitivity of the PD was 1 A / W for 1.55 μm light and 0.01 A / W or less for 1.3 μm light. Extinction ratio is 1
/ 100 or less (20 dB).

【0024】裏面入射型PDであるから、裏面からλ
とλが入射すると吸収層52はλ をそのまま通し、
λを吸収する。つまり送信光はここで吸収されてしま
い受光層まで行かない。だからLD送信光はPDに入ら
ず光学的クロストークは起こらない。これは図6の非経
路分離型光学系で極めて有効である。経路分離する図
1、図2の場合でもWDMフィルタでは分離しきれなか
った1.3μm光を吸収層で落とすことができ有用であ
る。
Since this is a back-illuminated PD, λ1
And λ2Is incident, the absorption layer 52 becomes λ 2Through as it is,
λ1Absorb. In other words, the transmitted light is absorbed here.
Do not go to a light-receiving layer. So the LD transmitting light enters the PD
No optical crosstalk occurs. This is shown in FIG.
This is extremely effective in a path separation type optical system. Diagram of path separation
1, Even in the case of Fig. 2, can not be separated by WDM filter
1.3 μm light can be dropped by the absorption layer
You.

【0025】極めて巧妙で優れた発明である。n型In
P基板46の上側にn−InGaAs受光層47、下側
にInGaAsP吸収層52を有する。両方ともエピタ
キシャル成長によって形成する。吸収層と受光層が基板
の反対側にあるから、吸収によって発生した電子正孔対
が受光層に何等の影響を及ぼすことなく消滅するという
利点がある。だから厚みを考えるときは、1.3μm光
の光電変換exp(−αd)だけを考えれば良い。これ
が充分に小さければ良いのである。邪魔な1.3μm光
を除去できるからWDMフィルタで除去されなかった送
受信光間のクロストークを完全に除くことができると考
えられる。
This is a very clever and excellent invention. n-type In
An n-InGaAs light receiving layer 47 is provided on the upper side of the P substrate 46, and an InGaAsP absorption layer 52 is provided on the lower side. Both are formed by epitaxial growth. Since the absorption layer and the light receiving layer are on the opposite sides of the substrate, there is an advantage that electron-hole pairs generated by absorption disappear without any influence on the light receiving layer. Therefore, when considering the thickness, only the photoelectric conversion exp (−αd) of 1.3 μm light needs to be considered. It just needs to be small enough. Since it is possible to remove the disturbing 1.3 μm light, it is considered that the crosstalk between the transmitted and received light that has not been removed by the WDM filter can be completely removed.

【0026】[0026]

【発明が解決しようとする課題】の発明は裏面からま
っすぐに入射する1.3μm漏れ光にはたいへん効果が
ある。必ず吸収層を通るからである。しかし送受信モジ
ュールにおいてLDからの光はそのような単純なもの
(漏れ光)だけではない。LDから出て光ファイバ端、
樹脂等で複雑な散乱、乱反射をするもの(迷光)もあ
る。LDは共振器長が短いからそもそも出射角が広い。
レンズを使わないから出射光が上下左右に広がる。LD
光のかなりのパワーは光ファイバに入らない。図6のよ
うにSiベンチを使ってファイバ延長上にPD、LDを
乗せる非分離型のものはLDからの光がSiベンチ全体
を明るく照らす。これは思いがけないことであった。λ
に対しSiベンチは透明であるから、Siベンチや透
明樹脂からのλの散乱光が生ずる。つまりWDMの不
完全から生ずる漏れ光を吸収層によって除去することの
他に、LDから出て散乱反射を繰り返す散乱光(迷光)
をも取り除く必要がある。
The invention of the present invention is very effective for 1.3 μm leak light incident straight from the back surface. This is because it always passes through the absorption layer. However, the light from the LD in the transmission / reception module is not limited to such a simple one (leakage light). An optical fiber end coming out of the LD,
There is also a resin (stray light) that performs complicated scattering and irregular reflection with a resin or the like. Since the LD has a short resonator length, the emission angle is wide in the first place.
Since no lens is used, the emitted light spreads up, down, left, and right. LD
Considerable power of light does not enter the optical fiber. As shown in FIG. 6, in a non-separable type in which a PD and an LD are placed on a fiber extension using a Si bench, light from the LD illuminates the entire Si bench brightly. This was unexpected. λ
Since the Si bench is transparent, the scattered light of λ 1 is generated from the Si bench and the transparent resin. In other words, in addition to removing the leaked light caused by the imperfections of the WDM by the absorbing layer, scattered light (stray light) which exits the LD and repeats the scattered reflection
Need to be removed as well.

【0027】LDから出てファイバに入って送信光にな
らないλを迷光とよぶ。迷光は図6のハウジング内に
充満していると言って良い。裏面入射型だから裏面から
λが来るとは限らない。InP基板は200μmもの
厚みがある。だから基板側面から入る迷光がある。上面
から入る迷光もある。基板より下にInGaAsP吸収
層52があっても、PD上面やPD側面から入った迷光
(λ)を吸収することはできない。側面から入ったλ
の迷光は図9の空乏層49やp領域48に到達し光電
流を発生する。つまり底面の吸収層52は側面や上面か
らの迷光に対してはまったく無力と言う他はない。
[Lambda] 1, which does not enter the fiber and becomes transmission light after exiting the LD, is called stray light. It can be said that the stray light fills the housing of FIG. Since it is a back-illuminated type, λ 1 does not always come from the back. The InP substrate has a thickness of as much as 200 μm. So there is stray light coming from the side of the board. Some stray light enters from the top. Even if the InGaAsP absorption layer 52 is below the substrate, it cannot absorb stray light (λ 1 ) entering from the top surface or the side surface of the PD. Λ entered from the side
The stray light 1 reaches the depletion layer 49 and the p region 48 in FIG. 9 and generates a photocurrent. That is, the absorption layer 52 on the bottom surface is ineffective at all against stray light from the side surface and the top surface.

【0028】上方からの迷光に対しては盲板であるp電
極を広くし、p電極以外の部分は不透明の材料で覆うと
いうようなことも可能である。しかしPDはウエハプロ
セスによって製造するからウエハを多数のチップに切断
しPDチップにしたあと側面になんらかの加工をすると
いうようなことは難しい。チップ側面の厚みは200μ
mもあるが、これは露呈したままになる。側面に被覆を
して側面から迷光が入るのを防ぐというようなことは難
しい。
It is also possible to widen the p-electrode which is a blind plate against stray light from above, and to cover portions other than the p-electrode with an opaque material. However, since the PD is manufactured by a wafer process, it is difficult to cut the wafer into a large number of chips, form the PD chips, and then process the side surfaces. Chip side thickness is 200μ
m, but this remains exposed. It is difficult to cover the sides to prevent stray light from entering the sides.

【0029】WDMフィルタやWDMカプラでの波長分
離比は15dBから20dBである。一方受信機全体と
しては、少なくとも30dB、望ましくは40dBの波
長分離比が必要とされる。例えばLDが1mW(=0d
Bm)で光ファイバから出る受信光の最小受信限界が−
30dBmだとし、PDに入射する送信光の受信光に対
するパワー比が−10dBでなければならないとする。
全体として波長分離は40dB必要(30+10)であ
る。送信光受信光の比が−15dB(約1/30)で最
小受信感度が−35dBmとすると50dBもの波長分
離比が要求される。
The wavelength separation ratio in a WDM filter or a WDM coupler is 15 dB to 20 dB. On the other hand, the entire receiver needs a wavelength separation ratio of at least 30 dB, preferably 40 dB. For example, if the LD is 1 mW (= 0 d
Bm), the minimum reception limit of the reception light exiting from the optical fiber is −
It is assumed that the power ratio is 30 dBm, and the power ratio of the transmission light incident on the PD to the reception light must be −10 dB.
As a whole, the wavelength separation requires 40 dB (30 + 10). Assuming that the ratio of the transmitted light and the received light is -15 dB (about 1/30) and the minimum receiving sensitivity is -35 dBm, a wavelength separation ratio of 50 dB is required.

【0030】波長の長い受信光λと波長の短い送信光
λを送受信する装置においてWDMの不完全性による
送信光の漏れ光も、送信光の迷光も入らないようにした
PDの構造を提供することが本発明の目的である。
In a device for transmitting and receiving a long-wavelength received light λ 2 and a short-wavelength transmitted light λ 1 , a structure of a PD in which neither leakage light of transmission light due to imperfections of WDM nor stray light of transmission light enters. It is an object of the present invention to provide.

【0031】[0031]

【課題を解決するための手段】本発明では、基板の片側
(以下裏面という)にWDMの不完全性を補うためにλ
に対するInGaAsP系の吸収層(第1吸収層)を
設けると共に、λの散乱を除去するために基板より上
で受光層のすぐ下に、送信光λを選択的に吸収するI
nGaAsP系の吸収層(第2吸収層)を設ける。の
ように基板の裏面だけにλ吸収層を設けるのでない。
本発明は基板の裏面と表面の両方にλの吸収層を設け
る。基板の両側にλ吸収層を設けるのが本発明の特徴
である。二つのλ吸収層があるので、裏面側の吸収層
を第1吸収層、表面側の吸収層を第2吸収層という。表
面というのは受光層を設ける方の面である。入射面の方
向でない。裏面側の第1吸収層はWDMの不完全性を補
ってWDM漏れ光を除去する。表面側の第2吸収層はW
DM漏れ光を除去する作用をもちろん持つが、それ以外
の作用もある。第2吸収層は、直下からだけでなく、側
面や斜め下からのλ(1.3μm光)の散乱光(迷
光)も全て吸収する。つまり役割の分担は、 第1吸収層(裏面側) = 漏れ光除去 第2吸収層(表面側) = 迷光除去 + 漏れ光除去 というように書く事ができる。
According to the present invention, one side of a substrate (hereinafter referred to as a back surface) is provided with a .lambda.
Provided with absorbing layer InGaAsP system (first absorber layer) for 1, just below the light receiving layer above the substrate to remove the scattering lambda 1, I selectively absorbing transmission light lambda 1
An nGaAsP-based absorption layer (second absorption layer) is provided. Not than providing lambda 1 absorbing layer only on the back surface of the substrate as.
The present invention is provided an absorbent layer of lambda 1 on both the back surface and the surface of the substrate. The provision of lambda 1 absorption layer on both sides of the substrate is a feature of the present invention. Since there are two lambda 1 absorbing layer, the absorbing layer of the back side first absorption layer, the absorption layer on the surface side of the second absorbent layer. The surface is the side on which the light receiving layer is provided. Not in the direction of the incident surface. The first absorbing layer on the back side compensates for imperfections of WDM and removes WDM leakage light. The second absorbing layer on the front side is W
Of course, it has the function of removing the DM leakage light, but also has other functions. The second absorption layer absorbs all scattered light (stray light) of λ 1 (1.3 μm light) not only from directly below, but also from the side and obliquely below. In other words, the roles can be written as follows: the first absorbing layer (back side) = removal of leaked light. The second absorbing layer (front side) = removal of stray light + removal of leaked light.

【0032】送信光λが第1、第2吸収層によって吸
収消滅し、受光層に達しないから光学的クロストークが
著しく減少する。四元混晶のInGaAsPのバンドギ
ャップ波長λがλとλの中間の値(λ<λ
λ)になるよう吸収層の混晶比を決める。厚みdは5
μm程度が好適であり、3μm〜10μmである。薄す
ぎると1.3μm光を完全に吸収できない。厚すぎると
エピタキシャル成長時間がかかり材料コストも増加す
る。それに吸収層は四元系であるから5μm以上だと結
晶性が低下する。結晶性からいえば、第1、第2吸収層
ともに5μm程度以上にしない方がよい。厚みについて
は後に詳しく述べる。
The transmission light λ 1 is absorbed and annihilated by the first and second absorption layers and does not reach the light receiving layer, so that optical crosstalk is significantly reduced. Bandgap wavelength lambda g is lambda 1 and lambda 2 of the intermediate values of InGaAsP quaternary mixed crystal (λ 1g <
The mixed crystal ratio of the absorption layer is determined so as to be λ 2 ). The thickness d is 5
The thickness is preferably about μm, and is 3 μm to 10 μm. If it is too thin, 1.3 μm light cannot be completely absorbed. If the thickness is too large, the epitaxial growth time is increased and the material cost is increased. In addition, since the absorption layer is a quaternary system, if the thickness is 5 μm or more, the crystallinity decreases. From the viewpoint of crystallinity, it is preferable that both the first and second absorption layers do not have a thickness of about 5 μm or more. The thickness will be described later in detail.

【0033】吸収層のキャリヤ(電子)濃度はかなり高
いことが必要である。1018cm −3程度が望まし
い。吸収層のキャリヤ濃度が低いとPDの順方向抵抗が
大きくなり過ぎるし、1.3μm光でできた正孔を再結
合させるのに時間が掛かる。裏面側の第1吸収層で発生
した正孔は厚いn型基板(200μm以上の厚み)を通
り抜けることは殆どない。表面側の第2吸収層で発生し
た正孔は基板を通らないから受光層へゆく恐れがある。
だから第2吸収層内部で正孔を消滅させるということが
望まれる。これについても後に説明する。
The carrier (electron) concentration of the absorption layer is considerably high.
Is necessary. 1018cm -3Desirable degree
No. If the carrier concentration of the absorption layer is low, the forward resistance of PD
Becomes too large and reconstitutes holes made of 1.3μm light
It takes time to match. Occurs in the first absorption layer on the back side
Holes passed through a thick n-type substrate (thickness of 200 μm or more)
It hardly escapes. Generated in the second absorbing layer on the surface side
Since the holes do not pass through the substrate, they may travel to the light receiving layer.
Therefore, the hole disappears inside the second absorption layer.
desired. This will also be described later.

【0034】さらに中央のp領域を囲むように周辺部p
領域(拡散遮蔽層とよぶ)を設けると、真横からの光に
よるキャリヤはここで消滅する。
Further, the peripheral portion p is formed so as to surround the central p region.
When an area (referred to as a diffusion shielding layer) is provided, the carrier due to light from the side disappears here.

【0035】InGaAs受光層の上にInP窓層を形
成するとさらによい。InP窓層を設けておくと、pn
接合の表面部分をパッシベーション膜で安定化させ、暗
電流を下げ、長期信頼性を確保することができる。
It is more preferable to form an InP window layer on the InGaAs light receiving layer. If an InP window layer is provided, pn
The surface portion of the junction can be stabilized by the passivation film, the dark current can be reduced, and long-term reliability can be ensured.

【0036】吸収層と受光層の間に結晶性を改善するた
めに低ドープInPバッファ層を設けるのも有効であ
る。不純物濃度が高いと格子構造が乱れ結晶性が悪くな
ることがある。吸収層はドーパント濃度が高いからバッ
ファ層で結晶性を回復するのである。
It is also effective to provide a lightly doped InP buffer layer between the absorption layer and the light receiving layer in order to improve the crystallinity. If the impurity concentration is high, the lattice structure may be disturbed and crystallinity may be deteriorated. Since the absorption layer has a high dopant concentration, the buffer layer restores the crystallinity.

【0037】吸収層の厚みdについて説明する。これま
で何度か述べているがここでより詳しく述べよう。吸収
層の吸収係数をα、吸収層の厚みをd、透過率をTとす
る。表面裏面での反射がないとすると、
The thickness d of the absorbing layer will be described. I've mentioned it a few times, but here's a more detailed one. The absorption coefficient of the absorption layer is α, the thickness of the absorption layer is d, and the transmittance is T. If there is no reflection on the front and back,

【0038】T=exp(−αd) (1)T = exp (−αd) (1)

【0039】である。αは結晶組成によって変わるが、
例えば本発明のある例では、吸収端1.42μmの組成
のとき、α=1×10cm−1である。この関係を図
16に示す。吸収層では1.55μm光は殆ど吸収され
ないので、1.3μm光に対するTが(1.55μm光
を通し1.3μm光を除く)フィルタとしての効果を表
す数字とみなすことができる。
Is as follows. α depends on the crystal composition,
For example, in one example of the present invention, α = 1 × 10 4 cm −1 when the composition has an absorption edge of 1.42 μm. FIG. 16 shows this relationship. Since 1.55 μm light is hardly absorbed by the absorption layer, T for 1.3 μm light can be regarded as a number indicating the effect as a filter (through 1.55 μm light and excluding 1.3 μm light).

【0040】 フィルタ効果=−10logT=4.343αd (2) (α−1=1μmとして) Filter effect = −10 log T = 4.343αd (2) (assuming α −1 = 1 μm)

【0041】図16から10dBのフィルタ効果(10
%)を得るためには、d=2.3μm以上であることが
必要である。20dBのフィルタ効果(1%)を得るた
めにはd=4.6μmの厚みが必要である。エピタキシ
ャル成長層の厚みのばらつきを考慮すれば、20dBの
フィルタ効果(1%)を確保しようとするとd=4〜6
μm、つまり5μm程度の厚みが好ましいということに
なる。
FIG. 16 shows that the filter effect of 10 dB (10
%), It is necessary that d = 2.3 μm or more. To obtain a filter effect (1%) of 20 dB, a thickness of d = 4.6 μm is required. Taking into account the variation in the thickness of the epitaxial growth layer, to secure a filter effect (1%) of 20 dB, d = 4 to 6
μm, that is, a thickness of about 5 μm is preferable.

【0042】フィルタ効果からいえばもっと吸収層の厚
みを増やした方がよい。しかしあまり吸収層が厚いと結
晶性が低下する。吸収層はドーパント濃度が高いし四元
の混晶であるから厚い層にすると結晶性が劣化する。結
晶性からいえば5μm程度が最も良い。しかし結晶性が
多少悪くなってもその上にInPのバッファ層を入れる
と、ある程度結晶性は回復する。だから10μm程度の
厚みは許容される。
From the viewpoint of the filter effect, it is better to increase the thickness of the absorbing layer. However, if the absorption layer is too thick, the crystallinity decreases. Since the absorption layer has a high dopant concentration and is a quaternary mixed crystal, a thick layer deteriorates crystallinity. From the viewpoint of crystallinity, about 5 μm is the best. However, even if the crystallinity is slightly deteriorated, the crystallinity is recovered to some extent when an InP buffer layer is inserted thereon. Therefore, a thickness of about 10 μm is acceptable.

【0043】まず、WDMの不完全性によるλの漏れ
光については、裏面の第1吸収層(InGaAsP)に
よって殆ど完全に除くことができる。ここでできた正孔
は基板を通過できず消滅するから光電流にならず問題は
ない。主に散乱光(迷光)を除去するために受光層の近
傍に入れた第2吸収層がなお問題になる。第2吸収層に
ついては、キャリヤの早期再結合という問題がある。不
要なλ(1.3μm光)が吸収層で吸収され電子正孔
対を作るが、これが流れてしまうと光電流になり1.3
μm光がノイズとなって信号に含まれる。これが光電流
にならない内に早期に再結合させなければならない。吸
収層には再結合分の厚みも必要だということである。吸
収層はn型InGaAsPであるから電子正孔対ができ
た場合電子は多数キャリヤであって既にたくさんの伝導
電子が存在するから別段問題でない。
[0043] First, the leakage light lambda 1 by WDM imperfections can be removed almost completely by the first absorption layer of the back surface (InGaAsP). Since the holes generated here cannot pass through the substrate and disappear, they do not become photocurrents and cause no problem. The second absorbing layer placed near the light receiving layer mainly to remove scattered light (stray light) still poses a problem. The second absorber layer has the problem of early carrier recombination. Unnecessary λ 1 (1.3 μm light) is absorbed by the absorption layer to form an electron-hole pair.
μm light is included in the signal as noise. It must be recombined early without this becoming a photocurrent. This means that the absorption layer also needs a thickness for recombination. Since the absorption layer is made of n-type InGaAsP, when electron-hole pairs are formed, the electrons are majority carriers and many conduction electrons already exist, so there is no particular problem.

【0044】n型吸収層において正孔が少数キャリヤで
ある。n型吸収層はキャリヤ濃度が高いから電界は利か
ない(電界=0)。静電界で正孔が受光層に向けて動く
ということはない。しかしp領域にむけて正孔濃度勾配
がある。正孔は濃度勾配によってp領域に向かって拡散
する。拡散の間に大量の電子と相互作用して再結合し消
滅する。再結合消滅までに拡散する長さのことを拡散長
という。実際には正孔寿命をτ、拡散係数をDとし
たとき(Dτ)の平方根として拡散長Ldhが定義され
る。Ldh=(Dτ)1/2。拡散というのは一方向の
動きでなく行きつ戻りつした運動の総体であるから、D
自体は変位xの2乗を時間tで割ったもの、x/tの
極限として定義される。
Holes are minority carriers in the n-type absorption layer. Since the n-type absorption layer has a high carrier concentration, no electric field works (electric field = 0). The holes do not move toward the light receiving layer due to the electrostatic field. However, there is a hole concentration gradient toward the p region. Holes diffuse toward the p region due to the concentration gradient. During diffusion, they interact with a large number of electrons to recombine and disappear. To a length which diffusion before recombination disappearance of the diffusion length L d. In practice the hole lifetime tau, diffusion length L dh is defined as the square root of time (d.tau) the diffusion coefficient was set to D. L dh = (Dτ) 1/2 . Diffusion is not a one-way movement but a whole movement that goes back and forth, so D
It is itself defined by the square of the displacement x divided by the time t, the limit of x 2 / t.

【0045】一般にInGaAsP結晶中での電子拡散
長Ldeは長く、正孔拡散長Ldhは短い。もしもp型
吸収層を用いてλを吸収したとすると電子が少数キャ
リヤとなり電子拡散長が長いので光電流を生じ易い。こ
れは困るのでn型の吸収層を用いて少数キャリヤを正孔
にする。拡散長は結晶組成によって変わるがそれだけで
ない。同じ組成でも結晶純度が高いほど衝突が少ないか
ら拡散長は長くなる。高純度(n=1015cm−3
のInGaAsP結晶中で電子拡散長Lde=6.0μ
m、正孔拡散長Ldh=1.6μmである。純度が低い
結晶はもっと拡散長が短くなる。多数キャリヤが増える
から再結合断面積が増える(τが減る)ためである。一
般に正孔の拡散長Ldhはn型領域のキャリヤ濃度nの
平方根に比例して減少する。かなり濃度の高いInGa
AsP吸収層(n=1018cm −3)を使うから、高
純度InGaAsPに比べてだいたい1/30程度に低
下する。つまりn−InGaAsP吸収層での正孔拡散
長はLdh=0.05μmとなる。これは0.05μm
で正孔濃度が1/eに低下するということである。
Generally, electron diffusion in InGaAsP crystals
Length LdeIs long and the hole diffusion length LdhIs short. If p-type
Λ using the absorption layer1If electrons are absorbed,
Since it acts as a rear and has a long electron diffusion length, photocurrent is easily generated. This
Since this is a problem, minority carriers are made holes using the n-type absorption layer.
To The diffusion length depends on the crystal composition, but that alone
Absent. Is the collision less as the crystal purity is higher even with the same composition?
The diffusion length becomes longer. High purity (n = 10Fifteencm-3)
Electron diffusion length L in InGaAsP crystalsde= 6.0μ
m, hole diffusion length Ldh= 1.6 μm. Low purity
The crystals have a shorter diffusion length. More carriers increase
This is because the recombination cross section increases (τ decreases). one
In general, the hole diffusion length LdhIs the carrier concentration n of the n-type region.
Decreases in proportion to the square root. Significantly high concentration of InGa
AsP absorption layer (n = 1018cm -3), So high
About 1/30 lower than pure InGaAsP
Down. That is, hole diffusion in the n-InGaAsP absorption layer
Length is Ldh= 0.05 μm. This is 0.05μm
Means that the hole concentration decreases to 1 / e.

【0046】吸収といっても直ちに光が消滅するのでな
い。光が電子正孔対に変わるということである。αが大
きいから1.3μmの光は吸収層の最初の部分で殆ど電
子正孔対になる。正孔は最初の部分から拡散しはじめる
が、吸収層厚みがd=5μmもあれば、exp(−5/
0.05)≒10−44に減衰してしまう。吸収層のキ
ャリヤ濃度nをかなり高くするのは、正孔拡散長Ldh
を短くするためでもある。だから吸収層のキャリヤ濃度
の下限は、吸収層の厚みdにもよる。dが大きいと多少
正孔拡散長が長くても差し支えないから濃度nは少しぐ
らい小さくてもよい。
Even if it says absorption, light does not disappear immediately. That is, light is converted into electron-hole pairs. Since α is large, light of 1.3 μm almost becomes an electron-hole pair in the first part of the absorption layer. Holes begin to diffuse from the first part, but if the thickness of the absorbing layer is as large as d = 5 μm, exp (−5 /
0.05) ≒ 10 -44 . The reason why the carrier concentration n of the absorption layer is considerably increased is that the hole diffusion length L dh
It is also to shorten. Therefore, the lower limit of the carrier concentration of the absorbing layer also depends on the thickness d of the absorbing layer. If d is large, the hole diffusion length may be somewhat longer, so the concentration n may be slightly smaller.

【0047】次に裏面側の吸収層だけを持つもの()
と、両側に吸収層を持つ本発明の違いを明らかにする。
端的に言えばそれはPDの受光層から吸収層を望む立体
角Ωの大きさが大きいということである。PDチップの
横幅をWとする(300μm〜500μm)。受光層か
ら吸収層までの距離をgとする。受光層の一点から吸収
層を臨む立体角Ωは近似の範囲で
Next, one having only an absorption layer on the back side ()
And the difference between the present invention having absorption layers on both sides.
In short, it means that the solid angle Ω at which the absorption layer is desired from the light receiving layer of the PD is large. The width of the PD chip is W (300 μm to 500 μm). The distance from the light receiving layer to the absorption layer is g. The solid angle Ω facing the absorption layer from one point of the light-receiving layer is within the approximate range

【0048】 Ω=2π[1−g/{(W/2)+g1/2] (3) Ω = 2π [1-g / {(W / 2) 2 + g 21/2 ] (3)

【0049】である。本発明の場合、吸収層と受光層の
距離gは2μm〜10μm程度で極短い。しかしW/2
は200μm程度で大きい。だから本発明では大体Ω〜
2πである。ところがの場合はgに基板厚みが含まれ
る(200μm〜300μm)から、これがW/2と同
じ程度の大きさを持つので、Ω〜π程度である。受光層
の一点から吸収層を臨む立体角は、本発明の方がの約
2倍大きい。これは迷光(散乱光)に対する効果の違い
である。さらにWDM漏れ光に対しても本発明は有用で
ある。WDM漏れ光は裏面から入ってくるが、これは第
1吸収層と、第2吸収層を2度通らなければ受光層に到
達できない。殆どの漏れ光は第1吸収層で消滅する。し
かしこれを透過した漏れ光もいくらかはある。その漏れ
光も第2吸収層によって完全に消滅してしまう。このよ
うに本発明は、散乱光(迷光)にも、漏れ光にも吸収効
果があり光学的クロストーク除去に卓越した効果があ
る。
Is as follows. In the case of the present invention, the distance g between the absorption layer and the light receiving layer is as short as about 2 μm to 10 μm. But W / 2
Is as large as about 200 μm. Therefore, in the present invention, approximately Ω ~
2π. However, in this case, since the thickness of the substrate is included in g (200 μm to 300 μm), the thickness is about the same as W / 2, so that it is about Ω to π. The solid angle facing the absorption layer from one point of the light receiving layer is about twice as large in the present invention. This is a difference in the effect on stray light (scattered light). Further, the present invention is useful for WDM leak light. The WDM leak light enters from the back surface, but cannot reach the light receiving layer unless it passes through the first absorption layer and the second absorption layer twice. Most of the leak light disappears in the first absorption layer. However, there is some leakage light passing through it. The leaked light is completely extinguished by the second absorption layer. As described above, the present invention has an absorption effect on both scattered light (stray light) and leaked light, and has an excellent effect on optical crosstalk removal.

【0050】[0050]

【発明の実施の形態】[実施形態1(裏面入射型;基本
形)]図12によって裏面入射型PDに本発明を適用し
たPDを説明する。n型InP基板57の裏面にまず
第1吸収層としてInGaAsP層67を形成した後、
基板の表面側に第2のn型のInGaAsP光吸収層
58、n型InGaAs受光層59をエピタキシャル成
長させる。このように吸収層−基板−吸収層−受光層と
するのが本発明の端的な特徴である。n−InP基板
57は例えば200μm厚みでキャリヤ(電子)濃度は
n=3×1018cm−3である。第1、第2のn
InGaAsP吸収層はともに例えば5μm厚みでキャ
リヤ濃度はn=1×1018cm−3である。n−In
GaAs受光層59は例えば厚みが3〜4μmで、キャ
リヤ濃度がn=1×1015cm−3である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiment 1 (Back-illuminated type; basic type) A PD in which the present invention is applied to a back-illuminated PD will be described with reference to FIG. After forming an InGaAsP layer 67 as a first absorption layer on the back surface of the n + type InP substrate 57,
A second n + -type InGaAsP light absorbing layer 58 and an n-type InGaAs light receiving layer 59 are epitaxially grown on the front surface side of the substrate. Thus, the simple feature of the present invention is to use the absorption layer-substrate-absorption layer-light-receiving layer. The n + -InP substrate 57 has a thickness of, for example, 200 μm and a carrier (electron) concentration of n = 3 × 10 18 cm −3 . First and second n +
Each of the InGaAsP absorption layers has a thickness of, for example, 5 μm and a carrier concentration of n = 1 × 10 18 cm −3 . n-In
The GaAs light receiving layer 59 has, for example, a thickness of 3 to 4 μm and a carrier concentration of n = 1 × 10 15 cm −3 .

【0051】n型InGaAs受光層59の中央部にZ
n拡散によってp領域60を形成する。拡散で作製す
るのであるからキャリヤ濃度pは一定しないが、n型I
nGaAs受光層59とキャリヤ濃度が等しくなった
(p=n)ところがpn接合61となる。受光層59は
キャリヤ濃度nが薄いから厚い空乏層(i層)62がp
n接合の下に連続して発生する。p領域60の上に広い
p電極63が形成される。裏面入射型であるからp電極
がp領域をほぼ覆い尽くしても差し支えない。周辺部に
はパッシベーション膜64が形成される。パッシベーシ
ョン膜は例えばSiN膜であってpn接合61の終端を
保護する。n−InP基板57の裏面には環状のn電極
65が形成される。裏面から光を入れるのでn電極65
がリング状になる。反射防止膜66がn−InP基板5
7の裏面中央部を被覆する。
The center of the n-type InGaAs light receiving layer 59 has a Z
A p + region 60 is formed by n diffusion. The carrier concentration p is not constant because it is manufactured by diffusion, but n-type I
The pn junction 61 is where the carrier concentration becomes equal to that of the nGaAs light receiving layer 59 (p = n). Since the carrier concentration n is low, the light-receiving layer 59 has a thick depletion layer (i-layer) 62 formed of p.
It occurs continuously below the n-junction. A wide p electrode 63 is formed on p region 60. Since it is a back-illuminated type, the p-electrode may cover almost the p-region. A passivation film 64 is formed on the periphery. The passivation film is, for example, a SiN film and protects the termination of the pn junction 61. On the back surface of the n-InP substrate 57, an annular n-electrode 65 is formed. Light enters from the back side, so n-electrode 65
Becomes ring-shaped. The anti-reflection film 66 is made of the n-InP substrate 5
7 is coated on the back center.

【0052】裏面から入ったλの入射光(受信光)A
が吸収層67、基板57、吸収層58を通り受光層59
の空乏層62に至る。受信光Aは、空乏層62で吸収さ
れ電子正孔対を作る。空乏層62が光を感受する領域で
ある。逆バイアスによって、電子はn型領域へ、正孔は
p型領域に走行して光電流を流す。これは正常なPDの
光電変換動作である。
Incident light (received light) A of λ 2 entering from the back side
Passes through the absorption layer 67, the substrate 57, and the absorption layer 58,
To the depletion layer 62. The reception light A is absorbed by the depletion layer 62 to form an electron-hole pair. The depletion layer 62 is a region where light is sensed. Due to the reverse bias, electrons travel to the n-type region and holes travel to the p-type region to flow a photocurrent. This is a normal PD photoelectric conversion operation.

【0053】WDMが不完全なため裏面から送信光λ
の一部(漏れ光)Bが入射する。裏面から入ったλ
(送信光波長)の漏れ光Bは殆どが裏面の第1のn−
InGaAsP吸収層67で吸収される。もしも漏れ光
が強烈で一部が第1吸収層を抜けたとしても上の第2吸
収層58によって吸収される。裏面入射λの漏れ光B
は受光層59に達しない。それだけではない。斜め下方
からλの入射光(散乱光、迷光)CがPDに入ったと
しても第2吸収層58によって吸収されてしまう。斜め
入射光Cも受光層59に至らない。PDは斜め入射光C
を検知しない。斜め入射光Cに対しても本発明のPDは
非感受なのである。つまり2種類のλ光B(漏れ
光)、C(散乱光)に対しともに非感受である。漏れ光
(裏面から直進する光)に対しては第1、第2の吸収層
が二重に働いて漏れ光を完全に除く。第2吸収層が受光
層近くにあるから斜め入射光(散乱光)Cをも除去でき
る。だから送信光波長λに対しこのPDは感度を持た
ない。
Since the WDM is incomplete, the transmitted light λ 1
(Leakage light) B is incident. Λ entered from the back
Most of the leaked light B of 1 (transmission light wavelength) is the first n−
It is absorbed by the InGaAsP absorption layer 67. Even if the leaked light is intense and a part of the light passes through the first absorption layer, it is absorbed by the second absorption layer 58 above. Leakage light B of back incidence λ 1
Does not reach the light receiving layer 59. That is not all. Obliquely from below lambda 1 of the incident light (scattered light, stray light) C is absorbed by the second absorption layer 58 as entering the PD. The obliquely incident light C does not reach the light receiving layer 59 either. PD is oblique incident light C
Is not detected. The PD of the present invention is insensitive to the obliquely incident light C. That two lambda 1 light B (light leakage), are both insensitive to C (scattered light). For the leaked light (light traveling straight from the back surface), the first and second absorbing layers work in duplicate to completely eliminate the leaked light. Since the second absorption layer is near the light receiving layer, oblique incident light (scattered light) C can also be removed. So this PD does not have the sensitivity to the transmission light wavelength λ 1.

【0054】図12は基本形であり、このままの構造で
も動作する。が、さらにいくつかの工夫を加えることが
できる。例えば、n−InGaAs受光層59の上にI
nP窓層を挿入するとさらによい。またInP基板57
とInGaAsP吸収層58の間にはバッファ層を入れ
るのが結晶性を良くするために有効である。これらの工
夫についても次に述べる。
FIG. 12 shows a basic form, and the structure operates as it is. However, we can add some more ideas. For example, on the n-InGaAs light receiving layer 59, I
More preferably, an nP window layer is inserted. In addition, the InP substrate 57
Inserting a buffer layer between the InGaAsP absorption layer 58 and the InGaAsP absorption layer 58 is effective for improving crystallinity. These measures are also described below.

【0055】[実施形態2(裏面入射型;拡散遮蔽
層)]図13は裏面入射型への本発明の他の適用例であ
る。p電極の周囲に拡散遮蔽層というものを設けたもの
である。n型InP基板57の裏面にn型InGa
AsP吸収層67(第1吸収層)をエピタキシャル成長
させる。基板表面側にはn型のInGaAsP光吸収
層(第2吸収層)58、n型InGaAs受光層59、
n−InP窓層69をエピタキシャル成長させる。吸収
層−基板−吸収層−受光層とするのが本発明の特徴であ
るが、ここではさらにInP窓層69を加えている。バ
ンドギャップの広いInP窓層69を用いることによ
り、pn接合のパッシベーションを安定化させ、暗電流
を低くする効果がある。また、外界からの光に対しては
図8の吸収端Pを与える。つまりInP窓層69には優
れた3つの効果がある。
Embodiment 2 (Back-illuminated Type; Diffusion Shielding Layer) FIG. 13 shows another example of application of the present invention to a back-illuminated type. A diffusion shield layer is provided around the p-electrode. On the back surface of the n + -type InP substrate 57, n + -type InGa
An AsP absorption layer 67 (first absorption layer) is epitaxially grown. On the substrate surface side, an n + -type InGaAsP light absorbing layer (second absorbing layer) 58, an n-type InGaAs light receiving layer 59,
An n-InP window layer 69 is epitaxially grown. The feature of the present invention is to form an absorption layer-substrate-absorption layer-light-receiving layer. Here, an InP window layer 69 is further added. The use of the InP window layer 69 having a wide band gap has the effect of stabilizing the passivation of the pn junction and reducing the dark current. Further, the light from the outside is given the absorption edge P in FIG. That is, the InP window layer 69 has three excellent effects.

【0056】n−InP基板は例えば200μm厚み
でキャリヤ濃度はn=3×1018cm−3である。基
板両側の(第1、第2)n−InGaAsP吸収層6
7、58は例えば5μm厚みでキャリヤ濃度はn=10
18cm−3である。吸収層の合計の厚みは10μmで
ある。n−InGaAs受光層59は例えば厚みが3〜
4μmで、キャリヤ濃度がn=1015cm−3であ
る。n型InP窓層69は例えば厚みが2μmでキャリ
ヤ濃度はn=2×1015cm−3である。n−InP
窓層69、n型InGaAs受光層59の中央部にZn
拡散によってp領域60を形成する。pn接合61が
生成される。厚い空乏層(i層)62がpn接合61の
下に連続して発生する。p領域60の上に広いp電極6
3が形成される。それだけでなく上面周辺部にも同時に
Zn拡散を行ってp領域70を作製する。このp
域70を「拡散遮蔽層」と本発明者は呼んでいる。電子
の拡散を防ぐというのではなくてZn拡散によってp領
域を作り、周辺部入射光の影響を遮蔽するという意味で
ある。必ずしも適切な用語でないが、本発明者等は長く
そういう言葉を用いて周辺p領域を表現してきた。周辺
p領域70の直下にpn接合71が生成され、その下に
空乏層72が発生する。pn接合61、71が表面に露
呈する部分をSiNパッシベーション膜64によって保
護している。n−InP基板57の裏面にはリング状n
電極65と反射防止膜66が形成してある。
The n + -InP substrate has, for example, a thickness of 200 μm and a carrier concentration of n = 3 × 10 18 cm −3 . (First and second) n + -InGaAsP absorption layers 6 on both sides of the substrate
7, 58 have a thickness of, for example, 5 μm and a carrier concentration of n = 10.
18 cm -3 . The total thickness of the absorbing layer is 10 μm. The thickness of the n-InGaAs light receiving layer 59 is, for example, 3 to
At 4 μm, the carrier concentration is n = 10 15 cm −3 . The n-type InP window layer 69 has, for example, a thickness of 2 μm and a carrier concentration of n = 2 × 10 15 cm −3 . n-InP
The center of the window layer 69 and the n-type InGaAs light receiving layer 59 is Zn
A p + region 60 is formed by diffusion. A pn junction 61 is generated. A thick depletion layer (i-layer) 62 is continuously generated below the pn junction 61. Wide p-electrode 6 on p-region 60
3 is formed. In addition, Zn diffusion is simultaneously performed on the peripheral portion of the upper surface to form the p + region 70. The present inventor calls this p + region 70 a “diffusion shielding layer”. Rather than preventing the diffusion of electrons, it means that the p-region is created by Zn diffusion and the influence of peripheral incident light is shielded. Although not necessarily a proper term, the inventors have long used such words to describe the surrounding p-region. A pn junction 71 is generated immediately below the peripheral p region 70, and a depletion layer 72 is generated therebelow. The portions where the pn junctions 61 and 71 are exposed on the surface are protected by the SiN passivation film 64. On the back surface of the n-InP substrate 57, a ring-shaped n
An electrode 65 and an antireflection film 66 are formed.

【0057】裏面入射型で直下からのλ入射光Aが中
央の空乏層62に至り電子正孔対を作り、これが光電流
になる。直下から入射する送信光(λ)Bは基板裏面
の第1吸収層67で吸収され、斜め下からのλ光Cは
型InGaAsP光吸収層58で吸収されてしま
う。それに加えて側方から入って来たλ入射光Dも感
受されない。Dが感受されない理由は、これまでの吸収
層によるものではない。側方入射光Dは拡散遮蔽層70
の空乏層72で電子正孔対を発生するが、正孔が周辺部
p領域70に入って消滅するから中央のp電極の電流と
ならない。拡散遮蔽層70によって側方入射光の影響を
打ち消しているのである。
In the back-illuminated type, the λ 2 incident light A from immediately below reaches the depletion layer 62 in the center to form an electron-hole pair, which becomes a photocurrent. Transmission light (lambda 1) B incident from immediately below is absorbed by the first absorbent layer 67 of the substrate backside, lambda 1 light C from diagonally below is absorbed by the n + -type InGaAsP light absorbing layer 58. Lambda 1 incident light D which came from the side in addition to also not sensitive. The reason that D is not perceived is not due to the absorption layer so far. The side incident light D is transmitted through the diffusion shielding layer 70.
A pair of electrons and holes is generated in the depletion layer 72, but the holes enter the peripheral p region 70 and disappear, so that the current does not become a current of the central p electrode. The influence of the side incident light is canceled by the diffusion shielding layer 70.

【0058】[実施形態3(裏面入射型;拡散遮蔽層+
反射膜)]図14は裏面入射型であって、拡散遮蔽層の
ほかにさらに反射膜を設けて上面からの送信光λ(迷
光E)の進入を防ごうとするものを示す。n型InP
基板57の裏面に第1のn型のInGaAsP光吸収
層67をエピタキシャル成長させ、さらに基板表面側に
第2のn型のInGaAsP光吸収層58、n型In
GaAs受光層59、n−InP窓層69をエピタキシ
ャル成長させる。n−InP窓層69、n型InGaA
s受光層59の中央部にZn拡散によってp 領域60
を形成する。pn接合61が生成される。厚い空乏層
(i層)62がpn接合61の下に発生する。p領域6
0の上に広いp電極63が形成される。
[Embodiment 3 (Back-illuminated type; diffusion shielding layer +
FIG. 14 shows a back-illuminated type and a diffusion shielding layer.
In addition, a reflective film is further provided to transmit λ1(Stray
Shows what is trying to prevent light E) from entering. n+Type InP
The first n+Type InGaAsP light absorption
The layer 67 is epitaxially grown, and further on the substrate surface side.
The second n+Type InGaAsP light absorbing layer 58, n-type In
The GaAs light receiving layer 59 and the n-InP window layer 69 are formed by epitaxy.
To grow. n-InP window layer 69, n-type InGaAs
In the center of the s light-receiving layer 59, p +Area 60
To form A pn junction 61 is generated. Thick depletion layer
(I-layer) 62 occurs below the pn junction 61. p region 6
A wide p-electrode 63 is formed on 0.

【0059】上面周辺部にも同時にZn拡散を行ってp
領域(拡散遮蔽層)70を作製する。周辺p領域70
の直下にpn接合71が、その下に空乏層72が発生す
る。pn接合61、71が表面に露呈する部分をSiN
パッシベーション膜64によって保護している。PD上
面の中央は金属のp電極63で覆われるが、その外側は
反射膜73によって全体を覆う。PDを上から見るとp
電極63と反射膜73によって全体が覆われている。
1.3μm(λ)の送信光は下方入射B、斜め下入射
C、側方入射D、上方入射Eなどがありうる。B〜Dは
前の実施形態2でも防ぐことができる。これに加え、こ
の実施形態では上方入射Eを反射膜によって退けること
ができる。このようにするともう万全で、どこから迷光
(λ)がやってきても、PDの中央空乏層62には至
らず感受されることがない。
At the same time, Zn diffusion is also performed on
A + region (diffusion shielding layer) 70 is formed. Peripheral p region 70
A pn junction 71 is generated directly below the pn junction, and a depletion layer 72 is generated therebelow. The portions where the pn junctions 61 and 71 are exposed on the surface are SiN
It is protected by a passivation film 64. The center of the upper surface of the PD is covered with a metal p-electrode 63, but the outside is entirely covered with a reflective film 73. Looking at PD from above, p
The whole is covered with the electrode 63 and the reflection film 73.
The transmission light of 1.3 μm (λ 1 ) may have a lower incidence B, an oblique lower incidence C, a side incidence D, an upper incidence E, and the like. B to D can also be prevented in the second embodiment. In addition, in this embodiment, the upper incidence E can be repelled by the reflection film. By doing so, no matter where the stray light (λ 1 ) comes from, it will not reach the central depletion layer 62 of the PD and will not be perceived.

【0060】[実施形態4(裏面入射型;拡散遮蔽層+
反射膜;バッファ層)]高濃度のInGaAsP吸収層
58を設けると結晶性が乱れることがある。その場合は
低不純物濃度のバッファ層を入れて結晶性を改善でき
る。バッファ層のために吸収層58の結晶欠陥や不純物
が受光層に影響を及ぼすのを防ぐことができる。図15
は吸収層58と受光層59の間にn−InPバッファ層
74を設けたものである。n型InP基板57の裏面
側にn型のInGaAsP光吸収層67を設け、表面
側にn型のInGaAsP光吸収層58、n−InP
バッファ層74、n型InGaAs受光層59、n−I
nP窓層69をエピタキシャル成長させる。n−InP
窓層69、n型InGaAs受光層59の中央部にZn
拡散によってp領域60を形成する。pn接合61が
形成され、その下に空乏層62が生成される。上面周辺
部にも同時にZn拡散を行ってp領域(拡散遮蔽層)
70を作製する。周辺p領域70の直下にpn接合71
が、その下に空乏層72が発生する。
Embodiment 4 (Back-illuminated type; diffusion shielding layer +
(Reflection film; buffer layer)] When the high concentration InGaAsP absorption layer 58 is provided, the crystallinity may be disturbed. In that case, crystallinity can be improved by inserting a buffer layer having a low impurity concentration. The buffer layer can prevent crystal defects and impurities in the absorption layer 58 from affecting the light receiving layer. FIG.
In the figure, an n-InP buffer layer 74 is provided between the absorption layer 58 and the light receiving layer 59. n + -type on the back side of the InP substrate 57 is provided an n + -type InGaAsP light absorbing layer 67, InGaAsP light absorbing layer 58 of n + -type on the surface side, n-InP
Buffer layer 74, n-type InGaAs light receiving layer 59, n-I
The nP window layer 69 is epitaxially grown. n-InP
The center of the window layer 69 and the n-type InGaAs light receiving layer 59 is Zn
A p + region 60 is formed by diffusion. A pn junction 61 is formed, under which a depletion layer 62 is generated. At the same time, Zn diffusion is also performed on the periphery of the upper surface to form ap + region (diffusion shielding layer)
70 is manufactured. A pn junction 71 immediately below the peripheral p region 70
However, a depletion layer 72 is generated thereunder.

【0061】中央のp領域60にp電極63を付ける。
SiNパッシベーション膜64によってpn接合61、
71を保護している。PD上面の中央は金属のp電極6
3で覆われる。その外側は反射膜73によって全体を覆
う。バッファ層74は例えば2μm〜4μmの厚みを保
ち、キャリヤ濃度はn=1015cm−3程度である。
これはバッファ層74を吸収層58と受光層59の間に
入れたというだけのことで、図12、図13の形態にも
適用できる。λの入射光B、C、D、Eを感受しない
という性質は前実施形態と同様である。
A p electrode 63 is attached to the central p region 60.
The pn junction 61 by the SiN passivation film 64,
71 are protected. The center of the PD upper surface is a metal p electrode 6
Covered with 3. The outside is entirely covered with a reflective film 73. The buffer layer 74 has a thickness of, for example, 2 μm to 4 μm, and the carrier concentration is about n = 10 15 cm −3 .
This is simply because the buffer layer 74 is inserted between the absorption layer 58 and the light receiving layer 59, and can be applied to the embodiments shown in FIGS. The property of not receiving the incident light B, C, D and E of λ 1 is the same as in the previous embodiment.

【0062】この構成で500μm角、厚み200μm
のPDを作成して、感度を測定した。裏面から入射する
1.55μm光に対して1.0A/Wの高感度を示し、
1.3μm光に対しては、0.001A/W以下の低感
度であることを確認した。裏面入射の1.3μm光(漏
れ光)に対しては2つの吸収層が有効に働くから100
0倍もの大きい消光比(−30dB)が得られるのであ
る。また周囲から1.3μm光(迷光)を照射したが、
これらの光に対しては、0.01A/W以下の低感度で
あった。周囲からの迷光吸収には第2吸収層だけが寄与
し、2重に吸収される裏面からの漏れ光の場合より感度
は高くなる。次にこのPDを図6の構成で1.3μm光
−LDと一体化したところ、送信パワー1mW(0dB
m)のときでも、1.55μm光の受信感度は−35d
Bm(増幅器と組み合わせて)という高感度をクロスト
ークなく実現できた。
With this configuration, 500 μm square and 200 μm thick
Was prepared, and the sensitivity was measured. High sensitivity of 1.0 A / W to 1.55 μm light incident from the back surface,
It was confirmed that the sensitivity was as low as 0.001 A / W or less for 1.3 μm light. For 1.3 μm light (leakage light) incident on the back surface, two absorption layers work effectively,
An extinction ratio (-30 dB) as large as 0 times can be obtained. In addition, 1.3μm light (stray light) was irradiated from the surroundings,
The sensitivity was as low as 0.01 A / W or less for these lights. Only the second absorption layer contributes to the absorption of stray light from the surroundings, and the sensitivity is higher than in the case of light leaked from the back surface which is doubly absorbed. Next, when this PD was integrated with a 1.3 μm light-LD in the configuration of FIG. 6, the transmission power was 1 mW (0 dB).
m), the receiving sensitivity of 1.55 μm light is −35 d.
High sensitivity of Bm (in combination with amplifier) was realized without crosstalk.

【0063】[0063]

【発明の効果】本発明は、短い波長λを送信に、長い
波長λを受信に用いる送受信モジュールにおいて、λ
を吸収する吸収層を、受光素子の基板の裏面(第1吸
収層)と、受光層と基板の間(第2吸収層)に設ける。
LDから強いλが出射され、これが散乱されモジュー
ル内に充満する(散乱光、迷光)が、第2吸収層がある
ので受光素子の受光層には至らない。これによって送信
光の迷光を受光素子から排除できる。さらに基板の下
(裏面)に第1吸収層を設けたので、WDMで除ききれ
なかった強い送信(漏れ光)光を徹底的に防ぐことがで
きる。つまり迷光に対しては第2吸収層が、漏れ光に対
しては第1、第2吸収層が有効に働く。それでも、漏れ
光に対して、10μmの第2吸収層だけを設けたもの
と、5μmの第1吸収層、5μmの第2吸収層を設けた
ものは同じように見える。が、そうでない。吸収層はキ
ャリヤ密度が高く四元系であるから厚く積むと結晶性が
劣化する。劣化を考えると10μmの吸収層は許容でき
るぎりぎりの厚みである。それよりも結晶性に余裕のあ
る5μmの吸収層を2つ設ける方が漏れ光遮断に対して
有効である。さらに裏面から入る漏れ光に対し第2、第
1吸収層の役割は厳密に同じでない。第1吸収層ででき
た正孔は基板があるから必ず消滅し光電流を生ずる恐れ
はない。だから第1吸収層で強く吸収するのは有用であ
る。第2吸収層は受光層に隣接しているから寿命の長い
正孔が受光層まで生き延びるということがありうる。つ
まりλを消滅させる力については第1吸収層の方が優
れている。だから10μmの第2吸収層よりも、本発明
の5μmの第1吸収層+5μmの第2吸収層の組み合わ
せの方が優れている。本発明はこのように送信光が受光
層に入るのを厳しく禁止し光学的クロストークを著しく
下げることができる。特に図6のような光路非分離型の
送受信モジュールにおいて極めて有効である。もちろん
図1、図2、図5のような光路分離型送受信モジュール
にも適用することができる。
According to the present invention, there is provided a transmitting / receiving module which uses a short wavelength λ 1 for transmission and a long wavelength λ 2 for reception.
An absorption layer that absorbs 1 is provided on the back surface of the substrate of the light receiving element (first absorption layer) and between the light reception layer and the substrate (second absorption layer).
Strong λ 1 is emitted from the LD and is scattered and filled in the module (scattered light and stray light), but does not reach the light receiving layer of the light receiving element because of the second absorption layer. Thereby, the stray light of the transmission light can be eliminated from the light receiving element. Further, since the first absorption layer is provided below (backside) the substrate, it is possible to thoroughly prevent strong transmission (leakage light) light that cannot be removed by WDM. That is, the second absorption layer works effectively for stray light, and the first and second absorption layers work effectively for leaked light. Nevertheless, the structure provided with only the second absorption layer of 10 μm and the structure provided with the first absorption layer of 5 μm and the second absorption layer of 5 μm look the same for leaked light. But it is not. Since the absorption layer has a high carrier density and is a quaternary system, the crystallinity deteriorates when the absorption layer is thickly stacked. Considering the deterioration, the absorption layer of 10 μm is just the thickness that can be tolerated. Providing two 5 μm absorption layers with more crystallinity than that is more effective in blocking leakage light. Furthermore, the roles of the second and first absorption layers are not exactly the same with respect to the leakage light entering from the back surface. The holes formed in the first absorption layer are always eliminated due to the presence of the substrate, and there is no possibility of generating a photocurrent. Therefore, it is useful to absorb strongly in the first absorption layer. Since the second absorption layer is adjacent to the light receiving layer, it is possible that the long-lived holes survive to the light receiving layer. That is, the first absorbing layer is superior in the power for eliminating λ 1 . Therefore, the combination of the 5 μm first absorption layer + 5 μm second absorption layer of the present invention is superior to the 10 μm second absorption layer. The present invention can thus severely inhibit the transmission light from entering the light receiving layer, and can significantly reduce optical crosstalk. In particular, it is extremely effective in a transmission / reception module of a non-separable optical path type as shown in FIG. Of course, the present invention can also be applied to an optical path separation type transmission / reception module as shown in FIGS.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の受光素子の一つの適用対象候補として
の波長多重双方向通信の概略図。
FIG. 1 is a schematic diagram of wavelength division multiplexing bidirectional communication as one application target candidate of a light receiving element of the present invention.

【図2】本発明の受光素子の一つの適用対象候補として
の波長多重一方向通信の概略図。
FIG. 2 is a schematic diagram of wavelength-division multiplex one-way communication as one application target candidate of the light receiving element of the present invention.

【図3】光通信に用いられた従来例にかかる受光素子の
一例を示す縦断斜視図。
FIG. 3 is a vertical perspective view showing an example of a light receiving element according to a conventional example used for optical communication.

【図4】裏面入射型PDを用いた表面実装型の受光モジ
ュール。
FIG. 4 is a surface-mounted light receiving module using a back-illuminated PD.

【図5】誘電体多層膜WDMを用いた送受信モジュール
の概略図。
FIG. 5 is a schematic diagram of a transmission / reception module using a dielectric multilayer film WDM.

【図6】ファイバ延長線上にPD、LDを設けた経路非
分離型の光送受信モジュールの概略構成図。
FIG. 6 is a schematic configuration diagram of a path non-separable type optical transceiver module in which PDs and LDs are provided on a fiber extension line.

【図7】従来例にかかるInGaAs系フォトダイオー
ドの断面図。
FIG. 7 is a cross-sectional view of an InGaAs-based photodiode according to a conventional example.

【図8】従来例にかかるInGaAs系フォトダイオー
ドの感度特性図。
FIG. 8 is a sensitivity characteristic diagram of an InGaAs-based photodiode according to a conventional example.

【図9】本発明者が以前に提案した1.3μm光を落と
し1.55μm光だけを感受する受光素子の概略の断面
図。
FIG. 9 is a schematic cross-sectional view of a light receiving element proposed by the present inventor to drop 1.3 μm light and receive only 1.55 μm light.

【図10】本発明者が以前に提案した1.3μm光を落
とし1.55μm光だけを感受する受光素子より具体的
な断面図。
FIG. 10 is a cross-sectional view more specifically illustrating a light-receiving element that has been proposed by the inventor before and which receives 1.3 μm light and receives only 1.55 μm light.

【図11】1.3μm光吸収層として基板裏面にエピタ
キシャル成長させたInGaAsP吸収層の光透過率の
波長依存性を示すグラフ。
FIG. 11 is a graph showing the wavelength dependence of the light transmittance of an InGaAsP absorption layer epitaxially grown on the back surface of a substrate as a 1.3 μm light absorption layer.

【図12】裏面入射型の本発明の受光素子を示す断面
図。
FIG. 12 is a cross-sectional view illustrating a back-illuminated light-receiving element of the present invention.

【図13】裏面入射型であって中央p領域の周囲にZn
拡散による拡散遮蔽層を設けた本発明の受光素子の断面
図。
FIG. 13 shows a back-illuminated type with Zn around a central p region.
FIG. 3 is a cross-sectional view of the light receiving element of the present invention provided with a diffusion shielding layer by diffusion.

【図14】裏面入射型であって中央p領域の周囲に拡散
遮蔽層をもうけp電極の周囲を反射膜で被覆した本発明
の受光素子の断面図。
FIG. 14 is a cross-sectional view of a light-receiving element according to the present invention which is a back-illuminated type and has a diffusion shielding layer provided around a central p region and a p-electrode covered with a reflective film.

【図15】裏面入射型であって中央p領域の周囲に拡散
遮蔽層をもうけp電極の周囲を反射膜で被覆し、さらに
バッファ層をもうけた本発明の受光素子の断面図。
FIG. 15 is a cross-sectional view of a light-receiving element of the present invention which is a back-illuminated type, in which a diffusion shielding layer is provided around a central p region, a p-electrode is covered with a reflective film, and a buffer layer is further provided.

【図16】1.3μm光に対するInGaAsP吸収層
の厚みdと透過率Tの関係を示すグラフ。
FIG. 16 is a graph showing the relationship between the thickness d of the InGaAsP absorption layer and the transmittance T for 1.3 μm light.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1光ファイバ 2波長分波器 3光ファイバ 4波長分波器 5光ファイバ 6光ファイバ 7光ファイバ 8波長合波器 9リードピン 10ステム 11サブマウント 12PDチップ 13レンズ 14キャップ 15スリーブ 16フェルール 17光ファイバ 18ベンドリミッタ 19Siベンチ 20V溝 21ミラー面 22光ファイバ 23PDチップ 24受光部 25ガラスブロック 26ガラスブロック 27誘電体多層膜 28光ファイバ 29LD 30PD 31ハウジング 32光ファイバ 33LD 34PD 35WDM 36受光部 37n−InP基板 38n−InPバッファ層 39n−InGaAs受光層 40n−InP窓層 41p型領域 42p電極 43反射防止膜 44パッシベーション膜 45n電極 46n型InP基板 47n型InGaAs受光層 48p型領域 49空乏層 50p電極 51パッシベーション膜 52InGaAsP吸収層 53n電極 54反射防止膜 55InP窓層 56n型InPバッファ層 57n型InP基板 58InGaAsP光吸収層 59n型InGaAs受光層 60p領域 61pn接合 62空乏層 63p電極 64パッシベーション膜 65n電極 66反射防止膜 67n−InGaAsP光吸収層 69n−InP窓層 70p領域 71pn接合 72空乏層 73反射膜 74n−InPバッファ層1 optical fiber 2 wavelength demultiplexer 3 optical fiber 4 wavelength demultiplexer 5 optical fiber 6 optical fiber 7 optical fiber 8 wavelength multiplexer 9 lead pin 10 stem 11 submount 12 PD chip 13 lens 14 cap 15 sleeve 16 ferrule 17 optical fiber 18 bend limiter 19 Si bench 20 V groove 21 mirror surface 22 optical fiber 23 PD chip 24 light receiving unit 25 glass block 26 glass block 27 dielectric multilayer film 28 optical fiber 29 LD 30 PD 31 housing 32 optical fiber 33 LD 34 PD 35 WDM 36 light receiving unit 37 n-InP substrate 38 n -InP buffer layer 39n-InGaAs light receiving layer 40n-InP window layer 41p type region 42p electrode 43 antireflection film 44 passivation film 45n electrode 46n type InP substrate 47n type InGaAs s light receiving layer 48p type region 49 depletion layer 50p electrode 51 passivation film 52InGaAsP absorption layer 53n electrode 54 antireflection film 55InP window layer 56n type InP buffer layer 57n + type InP substrate 58InGaAsP light absorption layer 59n type InGaAs light absorption layer 60p + region 61pn junction 62 depletion layer 63p electrode 64 passivation film 65n electrode 66 antireflection film 67n + -InGaAsP light absorption layer 69n-InP window layer 70p + region 71pn junction 72 depletion layer 73 reflection film 74n-InP buffer layer

フロントページの続き (72)発明者 猪口 康博 大阪府大阪市此花区島屋一丁目1番3号住 友電気工業株式会社大阪製作所内 Fターム(参考) 5F049 MA02 MB07 NA04 NA09 NA10 NB01 NB10 QA03 QA06 QA17 QA18 RA07 SE05 SS04 SS07 SZ01 WA01 Continued on the front page (72) Inventor Yasuhiro Inoguchi 1-3-1 Shimaya, Konohana-ku, Osaka-shi, Osaka Sumitomo Electric Industries, Ltd. Osaka Works F-term (reference) 5F049 MA02 MB07 NA04 NA09 NA10 NB01 NB10 QA03 QA06 QA17 QA18 RA07 SE05 SS04 SS07 SZ01 WA01

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板と、半導体基板の上に設けら
れpn接合を有する受光層とを含み、受光層よりも吸収
端波長の短い第1の吸収層を半導体基板より受光層に遠
い側に少なくとも一つ設け、さらに受光層よりも吸収端
波長の短い第2の吸収層を半導体基板より受光層に近い
側に少なくとも一つ設けたことを特徴とする半導体受光
素子。
A first absorption layer including a semiconductor substrate and a light-receiving layer provided on the semiconductor substrate and having a pn junction and having a shorter absorption edge wavelength than the light-receiving layer, the first absorption layer being closer to the light-receiving layer than the semiconductor substrate; A semiconductor light receiving element, wherein at least one is provided, and at least one second absorption layer having a shorter absorption edge wavelength than the light receiving layer is provided closer to the light receiving layer than the semiconductor substrate.
【請求項2】 受光層と基板の両側の吸収層がエピタキ
シャル成長によって形成される事を特徴とする請求項1
に記載の半導体受光素子。
2. The light-receiving layer and the absorption layers on both sides of the substrate are formed by epitaxial growth.
4. The semiconductor light receiving element according to claim 1.
【請求項3】 検出すべき光の波長をλとし、それよ
り短い波長の光λがノイズとして存在しており半導体
基板の両側に阻止すべき波長λに対する吸収層を設
け、その片側の吸収層の上に受光層を設けた事を特徴と
する請求項1又は2に記載の半導体受光素子。
3. The wavelength of light to be detected is λ 2, and light λ 1 of a shorter wavelength exists as noise, and an absorption layer for the wavelength λ 1 to be blocked is provided on both sides of the semiconductor substrate. 3. The semiconductor light receiving device according to claim 1, wherein a light receiving layer is provided on the absorption layer.
【請求項4】 受光すべき波長λが、1.5μmから
1.6μm帯であり、阻止すべき波長λが1.2μm
から1.3μm帯である事を特徴とする請求項1〜3の
何れかに記載の半導体受光素子。
4. The wavelength λ 2 to be received is in the 1.5 μm to 1.6 μm band, and the wavelength λ 1 to be blocked is 1.2 μm.
The semiconductor light-receiving device according to claim 1, wherein the wavelength is in a range of 1.3 μm to 1.3 μm.
【請求項5】 基板の両側に、阻止すべき波長λに対
する第1、第2の吸収層を設け、その片側の吸収層の上
に受光層を設け、さらにその上に阻止すべき波長λ
対する吸収層を設けた事を特徴とする請求項1〜4の何
れかに記載の半導体受光素子。
5. On both sides of a substrate, first and second absorption layers for a wavelength λ 1 to be blocked are provided, a light receiving layer is provided on one of the absorption layers, and a wavelength λ to be blocked is further provided thereon. 5. The semiconductor light receiving device according to claim 1, further comprising an absorption layer for the light receiving device.
【請求項6】 InP基板の両側に、第1、第2のIn
GaAsP(吸収端波長約1.4μm)吸収層を、さら
にその片側の吸収層の上にInGaAs受光層をエピタ
キシャル成長させ、InGaAs受光層中にpn接合を
形成した事を特徴とする請求項1〜4の何れかに記載の
半導体受光素子。
6. The first and second In layers on both sides of an InP substrate.
5. A pn junction is formed in the InGaAs light-receiving layer by epitaxially growing an InGaAs light-receiving layer on the GaAsP (absorption edge wavelength: about 1.4 .mu.m) absorption layer and on one of the absorption layers. The semiconductor light receiving device according to any one of the above.
【請求項7】 InGaAsP吸収層とInGaAs受
光層の間にInPバッファ層を成長させた事を特徴とす
る請求項6に記載の半導体受光素子。
7. The semiconductor light receiving device according to claim 6, wherein an InP buffer layer is grown between the InGaAsP absorption layer and the InGaAs light receiving layer.
【請求項8】 InGaAs受光層のpn接合の周囲に
p領域よりなる拡散遮蔽層を形成した事を特徴とする請
求項7に記載の半導体受光素子。
8. The semiconductor light receiving device according to claim 7, wherein a diffusion shielding layer composed of a p region is formed around the pn junction of the InGaAs light receiving layer.
【請求項9】 InGaAs受光層の上にInP窓層を
設け、InGaAs受光層とInP窓層にpn接合を設
けたことを特徴とする請求項1〜8の何れかに記載の半
導体受光素子。
9. The semiconductor light-receiving element according to claim 1, wherein an InP window layer is provided on the InGaAs light-receiving layer, and a pn junction is provided between the InGaAs light-receiving layer and the InP window layer.
【請求項10】 InGaAs受光層の上にInGaA
sP窓層(吸収端波長約1.4μm)を設け、InGa
As受光層とInGaAsP窓層にpn接合を設けたこ
とを特徴とする請求項1〜8の何れかに記載の半導体受
光素子。
10. An InGaAs light-receiving layer on which InGaAs is formed.
An sP window layer (absorption edge wavelength: about 1.4 μm) was provided, and InGa
9. The semiconductor light receiving device according to claim 1, wherein a pn junction is provided between the As light receiving layer and the InGaAsP window layer.
【請求項11】 基板側の第1の吸収層の上にリング状
電極をもち受光層上部に不透明の金属電極を有し受光層
のほとんどが不透明電極で覆われており裏面入射型であ
る事を特徴とする請求項1〜9の何れかに記載の半導体
受光素子。
11. A back-illuminated type having a ring-shaped electrode on the first absorption layer on the substrate side, an opaque metal electrode on the light-receiving layer, and most of the light-receiving layer covered with the opaque electrode. The semiconductor light receiving device according to claim 1, wherein:
【請求項12】 拡散遮蔽層と不透明電極の周囲の全て
を阻止すべき波長λ に対する誘電体反射膜で覆った事
を特徴とする請求項8に記載の半導体受光素子。
12. All around a diffusion shielding layer and an opaque electrode.
Wavelength λ to block 1Covered with a dielectric reflective film
The semiconductor light receiving device according to claim 8, wherein:
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