JP2001185750A - 半導体受光素子 - Google Patents
半導体受光素子Info
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- JP2001185750A JP2001185750A JP36552399A JP36552399A JP2001185750A JP 2001185750 A JP2001185750 A JP 2001185750A JP 36552399 A JP36552399 A JP 36552399A JP 36552399 A JP36552399 A JP 36552399A JP 2001185750 A JP2001185750 A JP 2001185750A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 受光感度が広く、一般的には広い範囲で光を
検知することから、光波長分割多重化光通信に対して対
応することが困難であると共に、電極−半導体間の接触
容量が大きく、高速応答性が悪いという問題があった。 【解決手段】 基板上に緩衝層、光吸収層、および窓層
を順次積層して設け、この窓層に第一の電極を接続して
設けると共に、この基板に第二の電極を接続して設けた
半導体受光素子であって、上記窓層を前記光吸収層側か
ら光学的バンドギャップが順次大きくなる複数の層で形
成した。
検知することから、光波長分割多重化光通信に対して対
応することが困難であると共に、電極−半導体間の接触
容量が大きく、高速応答性が悪いという問題があった。 【解決手段】 基板上に緩衝層、光吸収層、および窓層
を順次積層して設け、この窓層に第一の電極を接続して
設けると共に、この基板に第二の電極を接続して設けた
半導体受光素子であって、上記窓層を前記光吸収層側か
ら光学的バンドギャップが順次大きくなる複数の層で形
成した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体受光素子に関
し、特に光通信用に用いられるバンドパスタイプの半導
体受光素子に関する。
し、特に光通信用に用いられるバンドパスタイプの半導
体受光素子に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来の
半導体受光素子を図３に示す。図３は従来の半導体受光
素子のメサ部を示す断面図であり、２１は半導体基板、
２２は一導電型半導体から成る緩衝層、２３は一導電型
半導体から成る光吸収層、２４は逆導電性半導体から成
る窓層、２５は逆導電型半導体とオーミックコンタクト
する第一の電極、２６は一導電型半導体基板とオーミッ
クコンタクトする第二の電極、２７は反射防止膜であ
る。
半導体受光素子を図３に示す。図３は従来の半導体受光
素子のメサ部を示す断面図であり、２１は半導体基板、
２２は一導電型半導体から成る緩衝層、２３は一導電型
半導体から成る光吸収層、２４は逆導電性半導体から成
る窓層、２５は逆導電型半導体とオーミックコンタクト
する第一の電極、２６は一導電型半導体基板とオーミッ
クコンタクトする第二の電極、２７は反射防止膜であ
る。
【０００３】このような半導体受光素子は、高感度で高
速度応答を実現するために、ＰＩＮ型構造が採用されて
いる。光吸収層２３の高純度化が低電圧での空乏層化を
すすめる手段として用いられている。すなわち、いわゆ
るＰＩＮ構造のＩ層に相当する光吸収層２３の高純度化
は、逆バイアスをかけたときに光吸収層内に広がる空乏
層内で光励起によって発生したキャリアのドリフト速度
を高めることに通じる。したがって、いかに高速応答性
にすぐれたフォトダイオードを作るかは、低バイアス
で、空乏層であるキャリアのドリフト速度の速い領域を
作るかにかかってくる。したがって高速応答性に優れた
フォトダイオードはＰＩＮ構造をとる。
速度応答を実現するために、ＰＩＮ型構造が採用されて
いる。光吸収層２３の高純度化が低電圧での空乏層化を
すすめる手段として用いられている。すなわち、いわゆ
るＰＩＮ構造のＩ層に相当する光吸収層２３の高純度化
は、逆バイアスをかけたときに光吸収層内に広がる空乏
層内で光励起によって発生したキャリアのドリフト速度
を高めることに通じる。したがって、いかに高速応答性
にすぐれたフォトダイオードを作るかは、低バイアス
で、空乏層であるキャリアのドリフト速度の速い領域を
作るかにかかってくる。したがって高速応答性に優れた
フォトダイオードはＰＩＮ構造をとる。
【０００４】また、この光吸収層２３との格子整合性を
確保するために、この光吸収層２３とほぼ同一の組成か
らなる逆導電型半導体の窓層２４を設けていた。
確保するために、この光吸収層２３とほぼ同一の組成か
らなる逆導電型半導体の窓層２４を設けていた。
【０００５】上記受光素子は受光感度が広く、一般には
広い範囲で光を検知するが、このような半導体受光素子
では、今後普及するであろう波長分割多重光通信（光フ
ァイバーの芯線を増すことなく、上りと下りの夫々に異
なった波長の光を同時に双方向通信する伝送方法：ＷＤ
Ｍ（wavelength division multiplexing））に対応する
ことが困難である。すなわち、上記のように受光感度の
広い受光素子を用いる場合、光を成分毎に分離する必要
があるが、分波器等で光の分離を行うと、システムが複
雑になり、単一システムで同時に受信できるのはひとつ
の波長成分の信号に限られる。
広い範囲で光を検知するが、このような半導体受光素子
では、今後普及するであろう波長分割多重光通信（光フ
ァイバーの芯線を増すことなく、上りと下りの夫々に異
なった波長の光を同時に双方向通信する伝送方法：ＷＤ
Ｍ（wavelength division multiplexing））に対応する
ことが困難である。すなわち、上記のように受光感度の
広い受光素子を用いる場合、光を成分毎に分離する必要
があるが、分波器等で光の分離を行うと、システムが複
雑になり、単一システムで同時に受信できるのはひとつ
の波長成分の信号に限られる。
【０００６】このため、例えば１．３１μｍ帯の光源は
例えば１．５５μｍ帯の受光素子に対して極力干渉しな
いことが求められる。１．３１μｍ帯の受光素子はそれ
以上の波長に対して受光感度が無いことが望ましく、バ
ンドパス性能が問われる。また、高速応答性の観点か
ら、電極−半導体の接触容量も極力抑える必要がある。
例えば１．５５μｍ帯の受光素子に対して極力干渉しな
いことが求められる。１．３１μｍ帯の受光素子はそれ
以上の波長に対して受光感度が無いことが望ましく、バ
ンドパス性能が問われる。また、高速応答性の観点か
ら、電極−半導体の接触容量も極力抑える必要がある。
【０００７】本発明はこのような従来の問題点に鑑みて
なされたものであり、広い範囲で光を検知することか
ら、光波長分割多重化光通信に対応することが困難であ
ると共に、電極−半導体間の接触容量が大きく、高速応
答性が悪いという従来技術の問題を解消した半導体受光
素子を提供することを目的とする。
なされたものであり、広い範囲で光を検知することか
ら、光波長分割多重化光通信に対応することが困難であ
ると共に、電極−半導体間の接触容量が大きく、高速応
答性が悪いという従来技術の問題を解消した半導体受光
素子を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に係る半導体受光素子では、基板上に緩衝
層、光吸収層、および窓層を順次積層して設け、この窓
層に第一の電極を接続して設けると共に、前記基板に第
二の電極を接続して設けた半導体受光素子において、前
記窓層を前記光吸収層側から光学的バンドギャップが順
次大きくなる複数の層で形成したことを特徴とする。
に、請求項１に係る半導体受光素子では、基板上に緩衝
層、光吸収層、および窓層を順次積層して設け、この窓
層に第一の電極を接続して設けると共に、前記基板に第
二の電極を接続して設けた半導体受光素子において、前
記窓層を前記光吸収層側から光学的バンドギャップが順
次大きくなる複数の層で形成したことを特徴とする。
【０００９】上記半導体受光素子では、前記光吸収層と
窓層がＩｎＧａＡｓから成ることが望ましい。
窓層がＩｎＧａＡｓから成ることが望ましい。
【００１０】また、上記半導体受光素子では、前記窓層
が１．３１〜１．５５μｍのピーク波長感度を有するこ
とが望ましい。
が１．３１〜１．５５μｍのピーク波長感度を有するこ
とが望ましい。
【００１１】また、上記半導体受光素子では、前記窓層
における前記光吸収層との接続部にこの光吸収層の光学
的バンドギャップと同じ光学的バンドギャップを有する
接続層を設けることが望ましい。
における前記光吸収層との接続部にこの光吸収層の光学
的バンドギャップと同じ光学的バンドギャップを有する
接続層を設けることが望ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、各請求項に係る発明を添付
図面に基づき詳細に説明する。図１は請求項１の発明に
係る半導体発光素子の一実施形態を示す断面図である。
図１において、１は一導電型半導体基板、２は一導電型
半導体から成る緩衝層、３は一導電型半導体から成る光
吸収層、４（４a、４ｂ、４ｃ）は逆導電型半導体から
成る窓層、４ａは光吸収層と同等の光学的バンドギャッ
プを有する接続層、４bは窓層と同一の光学的バンドギ
ャップをもつ格子整合の取れた逆導電型半導体から成る
格子整合層、４ｃは窓層で格子整合層４ｂよりも大きい
光学的バンドギャップを有し、不純物濃度が４ｃ＜４ｂ
である逆導電型半導体から成る広バンド層、５は逆導電
型側半導体層に接続して設けられた第一の電極、６は一
導電型側半導体層に接続して設けられた第二の電極、７
は絶縁膜である。
図面に基づき詳細に説明する。図１は請求項１の発明に
係る半導体発光素子の一実施形態を示す断面図である。
図１において、１は一導電型半導体基板、２は一導電型
半導体から成る緩衝層、３は一導電型半導体から成る光
吸収層、４（４a、４ｂ、４ｃ）は逆導電型半導体から
成る窓層、４ａは光吸収層と同等の光学的バンドギャッ
プを有する接続層、４bは窓層と同一の光学的バンドギ
ャップをもつ格子整合の取れた逆導電型半導体から成る
格子整合層、４ｃは窓層で格子整合層４ｂよりも大きい
光学的バンドギャップを有し、不純物濃度が４ｃ＜４ｂ
である逆導電型半導体から成る広バンド層、５は逆導電
型側半導体層に接続して設けられた第一の電極、６は一
導電型側半導体層に接続して設けられた第二の電極、７
は絶縁膜である。
【００１３】基板１はインジウムリン（ＩｎＰ）、シリ
コン（Ｓｉ）、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）などの単結晶
半導体基板や、サファイア（Ａｌ2Ｏ3）などの単結晶絶
縁基板から成る。単結晶半導体基板の場合、（１００）
面を＜０１１＞方向に２〜７°オフさせた基板などが好
適に用いられる。サファイアの場合、Ｃ面基板が好適に
用いられる。
コン（Ｓｉ）、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）などの単結晶
半導体基板や、サファイア（Ａｌ2Ｏ3）などの単結晶絶
縁基板から成る。単結晶半導体基板の場合、（１００）
面を＜０１１＞方向に２〜７°オフさせた基板などが好
適に用いられる。サファイアの場合、Ｃ面基板が好適に
用いられる。
【００１４】緩衝層２は、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）、
インジウムリン（ＩｎＰ）などから成り、２〜４μｍ程
度の厚みに形成される。この緩衝層２はシリコンなどの
一導電型半導体不純物を１×１０16〜１０19ａｔｏｍｓ
／ｃｍ3程度含有する。この緩衝層２は基板１と半導体
層との格子定数の不整合に基づくミスフィット転位を防
止するために設けるものである。また、上部に形成され
る光吸収層３との格子整合をはかる役割もある。
インジウムリン（ＩｎＰ）などから成り、２〜４μｍ程
度の厚みに形成される。この緩衝層２はシリコンなどの
一導電型半導体不純物を１×１０16〜１０19ａｔｏｍｓ
／ｃｍ3程度含有する。この緩衝層２は基板１と半導体
層との格子定数の不整合に基づくミスフィット転位を防
止するために設けるものである。また、上部に形成され
る光吸収層３との格子整合をはかる役割もある。
【００１５】光吸収層３はインジウムガリウム砒素（Ｉ
ｎＧａＡｓ）などから成り、２〜５μｍ程度の厚みに形
成される。この光吸収層３は高速応答性の観点から極力
低濃度の不純物濃度が望ましく、一導電型半導体不純物
は１×１０16ａｔｏｍｓ／ｃｍ3以下で含有する。この
光吸収層３はインジウムリン基板に対して格子定数の一
致したＩｎxＧａ1-xＡｓでｘ＝０.５３の混晶比のもの
が用いられる。
ｎＧａＡｓ）などから成り、２〜５μｍ程度の厚みに形
成される。この光吸収層３は高速応答性の観点から極力
低濃度の不純物濃度が望ましく、一導電型半導体不純物
は１×１０16ａｔｏｍｓ／ｃｍ3以下で含有する。この
光吸収層３はインジウムリン基板に対して格子定数の一
致したＩｎxＧａ1-xＡｓでｘ＝０.５３の混晶比のもの
が用いられる。
【００１６】窓層４は光吸収層との接続層４ａと、長波
長感度低減層４ｂ、４ｃからなる。この窓層４もＩｎＧ
ａＡｓなどから成る。接続層４ａは０．１μｍ〜０．５
μｍ程度の厚みに形成される。Ｚｎ等の逆導電型不純物
を１×１０16〜１０19ａｔｏｍｓ／ｃｍ3程度含有す
る。長波長感度低減層４ｂ、４ｃはそれぞれ０．１μｍ
〜５μｍ程度の厚みに形成される。Ｚｎ等の逆導電型不
純物を１×１０16〜１０ 19ａｔｏｍｓ／ｃｍ3程度含有
する。このとき逆導電型の不純物濃度は４ａ＜４ｂ＜４
ｃの関係とする。また、Ｉｎ組成は４ａ＜４ｂ＜４ｃの
関係を成し、接続層４ａは１．３１μｍにピーク感度を
有する組成、長波長感度低減層４ｃは１．５１μｍにピ
ーク感度を有する組成以下であるように形成する。
長感度低減層４ｂ、４ｃからなる。この窓層４もＩｎＧ
ａＡｓなどから成る。接続層４ａは０．１μｍ〜０．５
μｍ程度の厚みに形成される。Ｚｎ等の逆導電型不純物
を１×１０16〜１０19ａｔｏｍｓ／ｃｍ3程度含有す
る。長波長感度低減層４ｂ、４ｃはそれぞれ０．１μｍ
〜５μｍ程度の厚みに形成される。Ｚｎ等の逆導電型不
純物を１×１０16〜１０ 19ａｔｏｍｓ／ｃｍ3程度含有
する。このとき逆導電型の不純物濃度は４ａ＜４ｂ＜４
ｃの関係とする。また、Ｉｎ組成は４ａ＜４ｂ＜４ｃの
関係を成し、接続層４ａは１．３１μｍにピーク感度を
有する組成、長波長感度低減層４ｃは１．５１μｍにピ
ーク感度を有する組成以下であるように形成する。
【００１７】窓層４としてＩｎＧａＡｓ層を用いた場
合、順次積層する光学的バンドギャップの大きい層４
ｂ、４ｃは１．５５μｍにピーク波長感度を有する光学
的バンドギャップ以上で、１．３１μｍにピーク波長感
度を有する光学的バンドギャップ以下であるように形成
することができ、光通信で頻繁に用いられる１．３１μ
ｍ、１．５５μｍのレーザー光源に対して１．５５μｍ
を受光する場合、１．３１μｍの光源による干渉を防ぐ
ことができる。
合、順次積層する光学的バンドギャップの大きい層４
ｂ、４ｃは１．５５μｍにピーク波長感度を有する光学
的バンドギャップ以上で、１．３１μｍにピーク波長感
度を有する光学的バンドギャップ以下であるように形成
することができ、光通信で頻繁に用いられる１．３１μ
ｍ、１．５５μｍのレーザー光源に対して１．５５μｍ
を受光する場合、１．３１μｍの光源による干渉を防ぐ
ことができる。
【００１８】また、順次積層する光学的バンドギャップ
の大きい層４ｂ、４ｃは不純物濃度が順次大きくなるこ
とで、後述する第一の電極５とのオーミックコンタクト
を容易に形成することが可能となる。
の大きい層４ｂ、４ｃは不純物濃度が順次大きくなるこ
とで、後述する第一の電極５とのオーミックコンタクト
を容易に形成することが可能となる。
【００１９】第一の電極５は金／亜鉛（Ａｕ／Ｚｎ）な
どから成り、厚み１μｍ程度に形成される。第二の電極
６は金／ゲルマニュウム（ＡｕＧｅ）などから成り、厚
み１μｍ程度に形成される。絶縁膜７は窒化シリコンや
酸化シリコン膜などから成り、厚み３０００Å程度に形
成される。
どから成り、厚み１μｍ程度に形成される。第二の電極
６は金／ゲルマニュウム（ＡｕＧｅ）などから成り、厚
み１μｍ程度に形成される。絶縁膜７は窒化シリコンや
酸化シリコン膜などから成り、厚み３０００Å程度に形
成される。
【００２０】本発明の半導体受光素子では特に波長多重
化された光が入射した場合、光の干渉を極力防ぐ必要の
ある光通信用の受光素子として用いられる。
化された光が入射した場合、光の干渉を極力防ぐ必要の
ある光通信用の受光素子として用いられる。
【００２１】緩衝層２上に所望の波長の光を吸収するた
めの光吸収層３を設け、さらに逆導電型半導体層を窓層
４として設け、一導電型半導体基板１の裏面と前記窓層
４上に電極５、６を接続して設けた半導体受光素子にお
いて、窓層４である逆導電型半導体層の光学的バンドギ
ャップを光吸収層３の光学的バンドギャップと同等とす
る層４ａを形成し、さらにその上層として順次光学的バ
ンドギャップの大きい層４ｂ、４ｃを複数積層した構造
とした。
めの光吸収層３を設け、さらに逆導電型半導体層を窓層
４として設け、一導電型半導体基板１の裏面と前記窓層
４上に電極５、６を接続して設けた半導体受光素子にお
いて、窓層４である逆導電型半導体層の光学的バンドギ
ャップを光吸収層３の光学的バンドギャップと同等とす
る層４ａを形成し、さらにその上層として順次光学的バ
ンドギャップの大きい層４ｂ、４ｃを複数積層した構造
とした。
【００２２】また、この場合、ＩｎxＧａ1-xＡｓ層を窓
層４として用いた場合、順次積層する光学的バンドギャ
ップの大きい層４ｂ、４ｃは１．５５μｍにピーク波長
感度を有する光学的バンドギャップ以上で、１．３１μ
ｍにピーク波長感度を有する光学的バンドギャップ以下
であることを特徴とする。さらに、順次積層する光学的
バンドギャップの大きい層４ｂ、４ｃは不純物濃度が順
次大きくなるように形成した。
層４として用いた場合、順次積層する光学的バンドギャ
ップの大きい層４ｂ、４ｃは１．５５μｍにピーク波長
感度を有する光学的バンドギャップ以上で、１．３１μ
ｍにピーク波長感度を有する光学的バンドギャップ以下
であることを特徴とする。さらに、順次積層する光学的
バンドギャップの大きい層４ｂ、４ｃは不純物濃度が順
次大きくなるように形成した。
【００２３】このように窓層４の逆導電型半導体層の光
学的バンドギャップを光吸収層３の光学的バンドギャッ
プと同等とする層４ａを形成し、さらにその上層として
順次光学的バンドギャップの大きい層４ｂ、４ｃを複数
積層した構造とすると、所望の波長よりも短い光はこの
光学的バンドギャップの大きな層４ｂ、４ｃで吸収され
る。
学的バンドギャップを光吸収層３の光学的バンドギャッ
プと同等とする層４ａを形成し、さらにその上層として
順次光学的バンドギャップの大きい層４ｂ、４ｃを複数
積層した構造とすると、所望の波長よりも短い光はこの
光学的バンドギャップの大きな層４ｂ、４ｃで吸収され
る。
【００２４】図２に概念図を示す。図２は窓層、光吸収
層のバンドダイヤグラムとその光学的バンドギャップエ
ネルギーの関係を示している。光吸収層３と同じ光学的
バンドギャップＥｇａを有する４ａは、０．８ｅＶ以上
であり、４ｂは、４ｃの光学的バンドギャップとの関係
も含めＥｇｃ＞Ｅｇｂ＞Ｅｇａの関係が成り立つように
設計する。４ｃは、Ｅｇｃ＞０．９４ｅＶとなり，前述
の関係を同時に満たしている。
層のバンドダイヤグラムとその光学的バンドギャップエ
ネルギーの関係を示している。光吸収層３と同じ光学的
バンドギャップＥｇａを有する４ａは、０．８ｅＶ以上
であり、４ｂは、４ｃの光学的バンドギャップとの関係
も含めＥｇｃ＞Ｅｇｂ＞Ｅｇａの関係が成り立つように
設計する。４ｃは、Ｅｇｃ＞０．９４ｅＶとなり，前述
の関係を同時に満たしている。
【００２５】このことにより所望の波長以下の光感度を
下げることができる。この場合、ＩｎxＧａ1-xＡｓ層を
窓層４として用いた場合、順次積層する光学的バンドギ
ャップの大きい層４ｂ、４ｃは１．５５μｍにピーク波
長感度を有する光学的バンドギャップ以上で、１．３１
μｍにピーク波長感度を有する光学的バンドギャップ以
下であるように形成することができ、光通信で頻繁に用
いられる１．３１μｍ、１．５５μｍのレーザー光源に
対して１．５５μｍを受光する場合、１．３１μｍの光
源による干渉を防ぐことができる。
下げることができる。この場合、ＩｎxＧａ1-xＡｓ層を
窓層４として用いた場合、順次積層する光学的バンドギ
ャップの大きい層４ｂ、４ｃは１．５５μｍにピーク波
長感度を有する光学的バンドギャップ以上で、１．３１
μｍにピーク波長感度を有する光学的バンドギャップ以
下であるように形成することができ、光通信で頻繁に用
いられる１．３１μｍ、１．５５μｍのレーザー光源に
対して１．５５μｍを受光する場合、１．３１μｍの光
源による干渉を防ぐことができる。
【００２６】さらに、順次積層する光学的バンドギャッ
プの大きい層４ｂ、４ｃは、不純物濃度が順次大きくな
るように形成することで、第一の電極５とのオーミック
コンタクトを容易に形成することが可能になる。
プの大きい層４ｂ、４ｃは、不純物濃度が順次大きくな
るように形成することで、第一の電極５とのオーミック
コンタクトを容易に形成することが可能になる。
【００２７】したがって、少なくとも現状の受光素子に
比べてバンドパス性能を格段に改善できる。
比べてバンドパス性能を格段に改善できる。
【００２８】次に、上述のような半導体発光装置の製造
方法を説明する。まず、単結晶基板１上に、一導電型半
導体から成る緩衝層２、一導電型半導体から成る光吸収
層３、逆導電型半導体から成る窓層４をＭＯＣＶＤ法な
どで順次積層して形成する。
方法を説明する。まず、単結晶基板１上に、一導電型半
導体から成る緩衝層２、一導電型半導体から成る光吸収
層３、逆導電型半導体から成る窓層４をＭＯＣＶＤ法な
どで順次積層して形成する。
【００２９】これらの半導体層２、３、４を形成する場
合、基板温度を５００〜８００℃に上げて所望厚みの半
導体層２、３、４を形成する。
合、基板温度を５００〜８００℃に上げて所望厚みの半
導体層２、３、４を形成する。
【００３０】この場合、原料ガスとしてはフォスフィン
（ＰＨ3）、ＴＭＧ（（ＣＨ3）3Ｇａ）、ＴＥＧ（（Ｃ2
Ｈ5）3Ｇａ）、アルシン（ＡｓＨ3）、ＴＭＩ（（Ｃ
Ｈ3）3Ｉｎ））などが用いられ、導電型を制御するため
のガスとしてはシラン（ＳｉＨ 4）、セレン化水素（Ｈ2
Ｓｅ）、ＴＭＺ（（ＣＨ3）3Ｚｎ）などが用いられ、キ
ャリアガスとしてはＨ2などが用いられる。
（ＰＨ3）、ＴＭＧ（（ＣＨ3）3Ｇａ）、ＴＥＧ（（Ｃ2
Ｈ5）3Ｇａ）、アルシン（ＡｓＨ3）、ＴＭＩ（（Ｃ
Ｈ3）3Ｉｎ））などが用いられ、導電型を制御するため
のガスとしてはシラン（ＳｉＨ 4）、セレン化水素（Ｈ2
Ｓｅ）、ＴＭＺ（（ＣＨ3）3Ｚｎ）などが用いられ、キ
ャリアガスとしてはＨ2などが用いられる。
【００３１】次に、隣接する素子同志を分離するため
に、半導体層２、３、４が島状にパターニングされる。
このエッチングは硫酸過酸化水素系のエッチング液を用
いたウエットエッチングやＣＣｌ2Ｆ2ガスを用いたドラ
イエッチングなどで行われる。
に、半導体層２、３、４が島状にパターニングされる。
このエッチングは硫酸過酸化水素系のエッチング液を用
いたウエットエッチングやＣＣｌ2Ｆ2ガスを用いたドラ
イエッチングなどで行われる。
【００３２】次に、プラズマＣＶＤ法で、シランガス
（ＳｉＨ4）とアンモニアガス（ＮＨ3）を用いて窒化シ
リコンから成る絶縁膜を形成してパターニングする。
（ＳｉＨ4）とアンモニアガス（ＮＨ3）を用いて窒化シ
リコンから成る絶縁膜を形成してパターニングする。
【００３３】最後に、金亜鉛（ＡｕＺｎ）と金ゲルマニ
ュウム（ＡｕＧｅ）を蒸着法やスパッタリング法で形成
してパターニングすることにより完成する。
ュウム（ＡｕＧｅ）を蒸着法やスパッタリング法で形成
してパターニングすることにより完成する。
【００３４】
【発明の効果】以上のように、本発明に係る半導体受光
素子では、窓層を光吸収層側から光学的バンドギャップ
が順次大きくなる複数の層で形成したことから、窓層で
ある逆導電性半導体層の光学的バンドギャップを光吸収
層の光学的バンドギャップと同等とする層を形成し、さ
らにその上層として順次光学的バンドギャップの大きい
層を複数積層した構造とすることで、波長感度を所望の
波長帯に限定することが可能となり、光通信で頻繁に用
いられる複数の波長による干渉を防止することができる
と共に、この窓層の端部側の光学的バンドギャップが大
きいことから、この窓層に第一の電極を容易に接続する
ことができる。したがって、光分割多重化光通信に適し
た半導体受光素子となる。
素子では、窓層を光吸収層側から光学的バンドギャップ
が順次大きくなる複数の層で形成したことから、窓層で
ある逆導電性半導体層の光学的バンドギャップを光吸収
層の光学的バンドギャップと同等とする層を形成し、さ
らにその上層として順次光学的バンドギャップの大きい
層を複数積層した構造とすることで、波長感度を所望の
波長帯に限定することが可能となり、光通信で頻繁に用
いられる複数の波長による干渉を防止することができる
と共に、この窓層の端部側の光学的バンドギャップが大
きいことから、この窓層に第一の電極を容易に接続する
ことができる。したがって、光分割多重化光通信に適し
た半導体受光素子となる。
【図１】本発明に係る半導体受光素子の一実施形態を示
す断面図である。
す断面図である。
【図２】本発明に係る半導体受光素子の光学的バンドギ
ャップ概念図である。
ャップ概念図である。
【図３】従来のメサ型半導体受光素子を示す断面図であ
る。
る。
１：基板、２：緩衝層、３：光吸収層、４：窓層、４
a：接続層、４b：窓層と同一の光学的バンドギャップを
もち格子整合の取れた逆導電型半導体層、４ｃ：窓層で
４ｂよりも大きい光学的バンドギャップを有し、不純物
濃度が４ｃ＜４ｂである逆導電型半導体層、５：第一の
電極、６：第二の電極、７：絶縁膜。
a：接続層、４b：窓層と同一の光学的バンドギャップを
もち格子整合の取れた逆導電型半導体層、４ｃ：窓層で
４ｂよりも大きい光学的バンドギャップを有し、不純物
濃度が４ｃ＜４ｂである逆導電型半導体層、５：第一の
電極、６：第二の電極、７：絶縁膜。
Claims (4)
- 【請求項１】 基板上に緩衝層、光吸収層、および窓層
を順次積層して設け、この窓層に第一の電極を接続して
設けると共に、前記基板に第二の電極を接続して設けた
半導体受光素子において、前記窓層を前記光吸収層側か
ら光学的バンドギャップが順次大きくなる複数の層で形
成したことを特徴とする半導体受光素子。 - 【請求項２】 前記光吸収層と窓層がＩｎxＧａ1-xＡｓ
から成ることを特徴とする請求項１に記載の半導体受光
素子。 - 【請求項３】 前記窓層が１．３１〜１．５５μｍのピ
ーク波長感度を有することを特徴とする請求項１に記載
の半導体受光素子。 - 【請求項４】 前記窓層における前記光吸収層との接続
部にこの光吸収層の光学的バンドギャップと同じ光学的
バンドギャップを有する接続層を設けたことを特徴とす
る請求項１に記載の半導体受光素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36552399A JP2001185750A (ja) | 1999-12-22 | 1999-12-22 | 半導体受光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36552399A JP2001185750A (ja) | 1999-12-22 | 1999-12-22 | 半導体受光素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001185750A true JP2001185750A (ja) | 2001-07-06 |
Family
ID=18484479
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP36552399A Pending JP2001185750A (ja) | 1999-12-22 | 1999-12-22 | 半導体受光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001185750A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110444617A (zh) * | 2019-08-30 | 2019-11-12 | 武汉敏芯半导体股份有限公司 | 一种基于InGaAs材料的光电探测器及其制造方法 |
-
1999
- 1999-12-22 JP JP36552399A patent/JP2001185750A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110444617A (zh) * | 2019-08-30 | 2019-11-12 | 武汉敏芯半导体股份有限公司 | 一种基于InGaAs材料的光电探测器及其制造方法 |
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