JP2001358359A - 半導体受光素子 - Google Patents
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
-
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 不純物の拡散を用いて作製された半導体受光
素子において、特にデジタル信号の処理を行う場合に発
生するスローテイルを抑制し、高いビットエラーを実現
する。 【解決手段】 基板８内に拡散領域１０を形成し、拡散
領域１０の上面には、環状の電極１２を形成する。さら
に、活性領域１０をある間隔を隔てて取り囲むようにガ
ードリング１８を環状に設け、ガードリング１８上に第
３の電極２０を設けている。
素子において、特にデジタル信号の処理を行う場合に発
生するスローテイルを抑制し、高いビットエラーを実現
する。 【解決手段】 基板８内に拡散領域１０を形成し、拡散
領域１０の上面には、環状の電極１２を形成する。さら
に、活性領域１０をある間隔を隔てて取り囲むようにガ
ードリング１８を環状に設け、ガードリング１８上に第
３の電極２０を設けている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体受光素子、
特に、不純物の拡散を用いて形成された半導体受光素子
に関する。
特に、不純物の拡散を用いて形成された半導体受光素子
に関する。
【０００２】
【従来の技術】光検出器（フォトディテクタ）の１つと
してフォトダイオードが広く用いられている。フォトダ
イオードは半導体のｐ領域中にｎ領域、あるいはｎ領域
中にｐ領域を形成したもので、光が入射するとそのｐｎ
接合で生成した自由キャリア（電子正孔対）がｐｎ接合
による空間電荷あるいはｐ−ｎ間に印加された電界に従
って動き、電子はｎ領域に、正孔はｐ領域に到達する。
これはｎ領域とｐ領域間との間に発生する電流（開回路
の場合には電圧）を意味しており、電流を観測すること
で光の有無あるいは強弱を知ることができる。さらにフ
ォトダイオードの高感度化と高速化のため、ｐ領域とｎ
領域との間に不純物濃度の低い領域を形成したｐｉｎ型
のフォトダイオードも実用化されている。
してフォトダイオードが広く用いられている。フォトダ
イオードは半導体のｐ領域中にｎ領域、あるいはｎ領域
中にｐ領域を形成したもので、光が入射するとそのｐｎ
接合で生成した自由キャリア（電子正孔対）がｐｎ接合
による空間電荷あるいはｐ−ｎ間に印加された電界に従
って動き、電子はｎ領域に、正孔はｐ領域に到達する。
これはｎ領域とｐ領域間との間に発生する電流（開回路
の場合には電圧）を意味しており、電流を観測すること
で光の有無あるいは強弱を知ることができる。さらにフ
ォトダイオードの高感度化と高速化のため、ｐ領域とｎ
領域との間に不純物濃度の低い領域を形成したｐｉｎ型
のフォトダイオードも実用化されている。
【０００３】可視光に感度のピークを持つフォトダイオ
ードの材料としてシリコンあるいは砒化ガリウムなどの
化合物半導体が広く用いられている。一方、近赤外光の
検出には、ゲルマニウムやＩｎＧａＡｓが用いられてい
る。フォトダイオードは一般に、これらの材料、あるい
はこれらの上にエピタキシャル成長を施した材料の一部
に不純物を拡散し、基板とは異なる導電型を示す領域を
島状に形成した構造を有する。その拡散領域上とチップ
の裏面に電極が形成されている。
ードの材料としてシリコンあるいは砒化ガリウムなどの
化合物半導体が広く用いられている。一方、近赤外光の
検出には、ゲルマニウムやＩｎＧａＡｓが用いられてい
る。フォトダイオードは一般に、これらの材料、あるい
はこれらの上にエピタキシャル成長を施した材料の一部
に不純物を拡散し、基板とは異なる導電型を示す領域を
島状に形成した構造を有する。その拡散領域上とチップ
の裏面に電極が形成されている。
【０００４】図１に、このような従来のフォトダイオー
ドの断面模式図、図２に平面図を示す。図１には、基板
８内に形成された拡散領域（または活性領域）１０を、
ハッチ部で示してある。拡散領域１０の上面には、図２
に示すように、環状の電極１２が形成されている。
ドの断面模式図、図２に平面図を示す。図１には、基板
８内に形成された拡散領域（または活性領域）１０を、
ハッチ部で示してある。拡散領域１０の上面には、図２
に示すように、環状の電極１２が形成されている。
【０００５】このようなタイプのフォトダイオードにお
いて、活性領域１０が小さい場合、入射した光のすべて
を活性領域で吸収させることは困難であり、その一部は
活性領域外に及ぶこともある。この理由として、（１）
ビームの集光不良、（２）光軸のずれによりビームの一
部が活性領域外を照射する、（３）活性領域を透過した
光が裏面の電極で反射あるいは散乱され、活性領域外で
吸収される、などが挙げられる。活性領域内で発生した
キャリアは、通常ｐｎ接合に印加された逆バイアスのた
めに加速され、ドリフト電流を発生する。一方、活性領
域の外ではキャリアは拡散電流を発生する。この拡散電
流は、フォトダイオードの出力に影響を与える。すなわ
ち、入射した光の一部が活性領域外で吸収されると、光
入力に対するフォトダイオードからの出力が低下させ
る。また、活性領域内で発生し領域外にオーバーフロー
したキャリア、および活性領域外で発生したキャリアが
時間的に遅延をもって拡散・再結合する。これはパルス
光への追従に問題を及ぼし、高速のデジタル信号を光・
電気信号変換する場合に不具合をもたらす。この現象は
スローテイルと呼ばれており、ビットエラーを引き起こ
す。
いて、活性領域１０が小さい場合、入射した光のすべて
を活性領域で吸収させることは困難であり、その一部は
活性領域外に及ぶこともある。この理由として、（１）
ビームの集光不良、（２）光軸のずれによりビームの一
部が活性領域外を照射する、（３）活性領域を透過した
光が裏面の電極で反射あるいは散乱され、活性領域外で
吸収される、などが挙げられる。活性領域内で発生した
キャリアは、通常ｐｎ接合に印加された逆バイアスのた
めに加速され、ドリフト電流を発生する。一方、活性領
域の外ではキャリアは拡散電流を発生する。この拡散電
流は、フォトダイオードの出力に影響を与える。すなわ
ち、入射した光の一部が活性領域外で吸収されると、光
入力に対するフォトダイオードからの出力が低下させ
る。また、活性領域内で発生し領域外にオーバーフロー
したキャリア、および活性領域外で発生したキャリアが
時間的に遅延をもって拡散・再結合する。これはパルス
光への追従に問題を及ぼし、高速のデジタル信号を光・
電気信号変換する場合に不具合をもたらす。この現象は
スローテイルと呼ばれており、ビットエラーを引き起こ
す。
【０００６】スローテイルを改善する方法として、 （１）フローティングガードリング法 （２）金属膜などを用いて遮光する方法 が一部用いられている。
【０００７】フローティングガードリング法は、図３に
示すように、活性領域１０を取り囲む領域の全面にフロ
ーティングガードリング（拡散領域）１４を設けて、ｐ
ｎ接合を有する領域を形成して、ｐｎ接合で形成される
内部電位によって、発生したキャリアの再結合を促進
し、スローテイルを抑える方法である。
示すように、活性領域１０を取り囲む領域の全面にフロ
ーティングガードリング（拡散領域）１４を設けて、ｐ
ｎ接合を有する領域を形成して、ｐｎ接合で形成される
内部電位によって、発生したキャリアの再結合を促進
し、スローテイルを抑える方法である。
【０００８】他方、金属膜などを用いて遮光する方法で
は、活性領域外を金属などの遮光性のある膜１６で覆
い、光の侵入を防ぐ構造を持たせている。
は、活性領域外を金属などの遮光性のある膜１６で覆
い、光の侵入を防ぐ構造を持たせている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】フローティングガード
リング法では、活性領域外の発生キャリアもしくはそこ
に流れ込んだキャリアのすべてがフローティングガード
リング部で再結合するとは限らない。その理由は、フロ
ーティングガードリング部では、ｐｎ接合に基づく内部
電位によってのみキャリアが加速され、ｐｎ接合による
内部電位では、ドリフトとともに拡散も支配的であるか
らである。
リング法では、活性領域外の発生キャリアもしくはそこ
に流れ込んだキャリアのすべてがフローティングガード
リング部で再結合するとは限らない。その理由は、フロ
ーティングガードリング部では、ｐｎ接合に基づく内部
電位によってのみキャリアが加速され、ｐｎ接合による
内部電位では、ドリフトとともに拡散も支配的であるか
らである。
【００１０】また、活性領域１０とフローティングガー
ドリング１４との間は電界がゼロであるため、活性領域
とフローティングガードリングとの間に光が入射した場
合、この間に発生したキャリアは、拡散により活性領域
もしくはフローティングガードリングのいずれかに達す
る。フローティングガードリングに達したキャリアは、
前述した理由により、フローティングガードリング部で
再結合するとは限らない。
ドリング１４との間は電界がゼロであるため、活性領域
とフローティングガードリングとの間に光が入射した場
合、この間に発生したキャリアは、拡散により活性領域
もしくはフローティングガードリングのいずれかに達す
る。フローティングガードリングに達したキャリアは、
前述した理由により、フローティングガードリング部で
再結合するとは限らない。
【００１１】以上のようにフローティングガードリング
法では、スローテイルを十分に抑えることができない。
法では、スローテイルを十分に抑えることができない。
【００１２】また、金属膜などを用いて遮光する方法
は、ビームの集光不良および光学的アライメント不良に
対して有効であるが、活性層を透過した光の裏面電極で
の反射あるいは散乱、およびキャリアのオーバーフロー
に対しては効果がない。すなわち、遮光膜は光の侵入を
防ぐが、キャリアの相互拡散を防ぐ効果はない。
は、ビームの集光不良および光学的アライメント不良に
対して有効であるが、活性層を透過した光の裏面電極で
の反射あるいは散乱、およびキャリアのオーバーフロー
に対しては効果がない。すなわち、遮光膜は光の侵入を
防ぐが、キャリアの相互拡散を防ぐ効果はない。
【００１３】また、図１および図２に示した従来のフォ
トダイオードを、光ファイバに結合する場合、光ファイ
バから光を出射させながらフォトダイオードの出力をモ
ニタしながらアライメントする。このようなアライメン
トに際して、光ファイバから時間的に強度が変化しない
連続光（ＤＣ光）をフォトダイオードに照射しつつ、フ
ォトダイオードからの出力が最大となるように調心す
る、いわゆるＤＣアライメントを行う場合と、周期的に
強度が変化する光（ＡＣ光）を用いたＡＣアライメント
を行う場合とで、最適アライメント位置が異なる場合が
あった。ＤＣ光の場合、活性領域外で発生したキャリア
が活性領域に拡散してフォトダイオードの出力に寄与す
るのに対し、ＡＣ光の場合は、その周波数にも依存する
が、キャリアの拡散が光強度の変化に追随できないた
め、フォトダイオードの出力がＤＣ光の場合と異なる場
合がある。したがって活性領域外で発生したキャリアの
状態によっては、アライメント結果がＤＣアライメント
とＡＣアライメントとで異なる場合があった。
トダイオードを、光ファイバに結合する場合、光ファイ
バから光を出射させながらフォトダイオードの出力をモ
ニタしながらアライメントする。このようなアライメン
トに際して、光ファイバから時間的に強度が変化しない
連続光（ＤＣ光）をフォトダイオードに照射しつつ、フ
ォトダイオードからの出力が最大となるように調心す
る、いわゆるＤＣアライメントを行う場合と、周期的に
強度が変化する光（ＡＣ光）を用いたＡＣアライメント
を行う場合とで、最適アライメント位置が異なる場合が
あった。ＤＣ光の場合、活性領域外で発生したキャリア
が活性領域に拡散してフォトダイオードの出力に寄与す
るのに対し、ＡＣ光の場合は、その周波数にも依存する
が、キャリアの拡散が光強度の変化に追随できないた
め、フォトダイオードの出力がＤＣ光の場合と異なる場
合がある。したがって活性領域外で発生したキャリアの
状態によっては、アライメント結果がＤＣアライメント
とＡＣアライメントとで異なる場合があった。
【００１４】本発明の目的は、不純物の拡散を用いて作
製された半導体受光素子において、特にデジタル信号の
処理を行う場合に発生するスローテイルを抑制し、高い
ビットエラーを実現することにある。
製された半導体受光素子において、特にデジタル信号の
処理を行う場合に発生するスローテイルを抑制し、高い
ビットエラーを実現することにある。
【００１５】本発明の他の目的は、フォトダイオードを
光ファイバに結合する場合に、ＤＣアライメントとＡＣ
アライメントとについて、最適アライメント位置に差異
が生じない半導体受光素子を提供することにある。
光ファイバに結合する場合に、ＤＣアライメントとＡＣ
アライメントとについて、最適アライメント位置に差異
が生じない半導体受光素子を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、活性領
域外で発生したキャリア（電子正孔対）をドリフトによ
り再結合させることで、スローテイルをもたらすキャリ
アの拡散を制御できる構造を有している。
域外で発生したキャリア（電子正孔対）をドリフトによ
り再結合させることで、スローテイルをもたらすキャリ
アの拡散を制御できる構造を有している。
【００１７】すなわち、本発明は、裏面に第１の電極が
設けられた基板内に不純物の拡散を用いて形成された第
１の拡散領域を有する半導体受光素子において、前記第
１の拡散領域上に設けられた第２の電極と、前記拡散領
域にある間隔を隔てて取り囲むように設けられた第２の
拡散領域と、前記第２の拡散領域上に設けられた第３の
電極とを備え、前記第３の電極により、前記基板と前記
第２の拡散領域とにより形成されるｐｎ接合に逆バイア
スを印加することを特徴とする。
設けられた基板内に不純物の拡散を用いて形成された第
１の拡散領域を有する半導体受光素子において、前記第
１の拡散領域上に設けられた第２の電極と、前記拡散領
域にある間隔を隔てて取り囲むように設けられた第２の
拡散領域と、前記第２の拡散領域上に設けられた第３の
電極とを備え、前記第３の電極により、前記基板と前記
第２の拡散領域とにより形成されるｐｎ接合に逆バイア
スを印加することを特徴とする。
【００１８】本発明によれば、前記第１の拡散領域と前
記第２の拡散領域との間の非拡散領域上に、遮光膜を設
けることもできる。
記第２の拡散領域との間の非拡散領域上に、遮光膜を設
けることもできる。
【００１９】あるいは、本発明によれば、前記第１の拡
散領域上と前記第３の電極上を除いた表面に、遮光膜を
設けることができる。
散領域上と前記第３の電極上を除いた表面に、遮光膜を
設けることができる。
【００２０】
【００２１】
【第１の実施例】図５は、本発明の半導体受光素子の第
１の実施例であるフォトダイオードの平面図である。こ
のフォトダイオードは、図２で示した従来のフォトダイ
オードにおいて、活性領域１０をある間隔を隔てて取り
囲むようにガードリング（拡散領域）１８を環状に設
け、ガードリング１８上に第３の電極２０を設けてい
る。なお、活性領域１０とガードリング１８とは、電気
的に独立させるために、一定以上の間隔を設けることが
必要である。
１の実施例であるフォトダイオードの平面図である。こ
のフォトダイオードは、図２で示した従来のフォトダイ
オードにおいて、活性領域１０をある間隔を隔てて取り
囲むようにガードリング（拡散領域）１８を環状に設
け、ガードリング１８上に第３の電極２０を設けてい
る。なお、活性領域１０とガードリング１８とは、電気
的に独立させるために、一定以上の間隔を設けることが
必要である。
【００２２】このような構造によれば、フォトダイオー
ドの活性領域１０を取り囲み、かつ活性領域１０とは独
立の第２のｐｎ接合が形成される。そして、第３の電極
により第２のｐｎ接合に逆バイアスを印加する。
ドの活性領域１０を取り囲み、かつ活性領域１０とは独
立の第２のｐｎ接合が形成される。そして、第３の電極
により第２のｐｎ接合に逆バイアスを印加する。
【００２３】これにより、活性領域外で発生したキャリ
アあるいは活性領域外にオーバーフローしたキャリア
を、主に拡散ではなくドリフトにより再結合させること
が可能となり、スローテイルを大幅に減少させることが
可能となる。
アあるいは活性領域外にオーバーフローしたキャリア
を、主に拡散ではなくドリフトにより再結合させること
が可能となり、スローテイルを大幅に減少させることが
可能となる。
【００２４】図６は、本実施例の効果を示すためのグラ
フである。縦軸は、フォトダイオードの相対出力を、横
軸は時間を示す。曲線ａは図２の従来のフォトダイオー
ド（通常品）の特性を、曲線ｂは図３に示す従来のフロ
ーティングガードリング法によるフォトダイオードの特
性を、曲線ｃは本実施例のフォトダイオードの特性を示
している。このグラフから明らかなように、フローティ
ングガードリング法による従来のフォトダイオードは、
スローテイルを通常品の数分の１に減少させることがで
きるが、本実施例のフォトダイオードでは、さらにその
１／２以上改善できる。これは通常品の１桁以上の改善
に相当する。
フである。縦軸は、フォトダイオードの相対出力を、横
軸は時間を示す。曲線ａは図２の従来のフォトダイオー
ド（通常品）の特性を、曲線ｂは図３に示す従来のフロ
ーティングガードリング法によるフォトダイオードの特
性を、曲線ｃは本実施例のフォトダイオードの特性を示
している。このグラフから明らかなように、フローティ
ングガードリング法による従来のフォトダイオードは、
スローテイルを通常品の数分の１に減少させることがで
きるが、本実施例のフォトダイオードでは、さらにその
１／２以上改善できる。これは通常品の１桁以上の改善
に相当する。
【００２５】
【第２の実施例】第１の実施例では、活性領域とガード
リングは、電気的に独立させるため、一定以上の間隔が
必要である。したがって、活性領域とガードリングとの
間の非拡散領域に光が入射すると拡散電流が発生し、ス
ローテイルの原因となる。
リングは、電気的に独立させるため、一定以上の間隔が
必要である。したがって、活性領域とガードリングとの
間の非拡散領域に光が入射すると拡散電流が発生し、ス
ローテイルの原因となる。
【００２６】そこで、この領域への光の直接の入射を防
ぐために、金属膜をはじめとする遮光層を設けることも
可能である。図７は、この変形例の模式図であり、基本
的には図５の第１の実施例であるデバイスにおいて、活
性領域１０とガードリング１８の間の非拡散領域を覆う
ように遮光膜２２を設けたフォトダイオードである。
ぐために、金属膜をはじめとする遮光層を設けることも
可能である。図７は、この変形例の模式図であり、基本
的には図５の第１の実施例であるデバイスにおいて、活
性領域１０とガードリング１８の間の非拡散領域を覆う
ように遮光膜２２を設けたフォトダイオードである。
【００２７】この実施例によれば、図５のフォトダイオ
ードにおいて、スローテイルの原因をさらに排除してい
るので、フォトダイオードの特性をさらに改善すること
ができる。
ードにおいて、スローテイルの原因をさらに排除してい
るので、フォトダイオードの特性をさらに改善すること
ができる。
【００２８】
【第３の実施例】第２の実施例では、活性領域１０とガ
ードリング１８との間の非拡散領域にのみ遮光膜２２を
設けている。したがって、ガードリング１８の外側の非
拡散領域に光が入射した場合には、それにより生じる拡
散電流がスローテイルの原因になる。
ードリング１８との間の非拡散領域にのみ遮光膜２２を
設けている。したがって、ガードリング１８の外側の非
拡散領域に光が入射した場合には、それにより生じる拡
散電流がスローテイルの原因になる。
【００２９】そこで、第３の実施例では、図８に示すよ
うに、遮光膜を活性領域とガードリングとの間の非拡散
領域上のみならず、第３の電極２０の部分を除いたガー
ドリング１８上、およびガードリング１８の外側の非拡
散領域上にも遮光膜２４を設ける。
うに、遮光膜を活性領域とガードリングとの間の非拡散
領域上のみならず、第３の電極２０の部分を除いたガー
ドリング１８上、およびガードリング１８の外側の非拡
散領域上にも遮光膜２４を設ける。
【００３０】この実施例によれば、遮光膜２４により、
ビームの集光不良および光学的アライメント不良に対処
でき、かつ、ガードリング１４により、活性領域を透過
した光が、裏面の電極で反射あるいは散乱して、活性領
域外へ吸収された光により生成されたキャリア、および
活性領域内で発生し領域外にオーバーフローしたキャリ
アは、ドリフトにより再結合される。したがって、フォ
トダイオードの特性のさらなる改善が図られる。
ビームの集光不良および光学的アライメント不良に対処
でき、かつ、ガードリング１４により、活性領域を透過
した光が、裏面の電極で反射あるいは散乱して、活性領
域外へ吸収された光により生成されたキャリア、および
活性領域内で発生し領域外にオーバーフローしたキャリ
アは、ドリフトにより再結合される。したがって、フォ
トダイオードの特性のさらなる改善が図られる。
【００３１】
【第４の実施例】第４の実施例は、第１および第２の実
施例のフォトダイオードと、光ファイバとを結合する場
合の方法である。
施例のフォトダイオードと、光ファイバとを結合する場
合の方法である。
【００３２】本発明に係るガードリングは活性領域とし
ても作用する。したがって、フォトダイオードに光ファ
イバを結合する場合に、光ファイバから光を出射させな
がら本来の活性領域とガードリングからの出力をモニタ
しつつ、光ファイバをアライメントすることができる。
図９は、縦軸はモニタされた出力の大きさを、横軸はフ
ォトダイオードに対する光ファイバの位置を示す。太線
は活性領域からの出力を、細線はガイドリング部からの
出力を表している。
ても作用する。したがって、フォトダイオードに光ファ
イバを結合する場合に、光ファイバから光を出射させな
がら本来の活性領域とガードリングからの出力をモニタ
しつつ、光ファイバをアライメントすることができる。
図９は、縦軸はモニタされた出力の大きさを、横軸はフ
ォトダイオードに対する光ファイバの位置を示す。太線
は活性領域からの出力を、細線はガイドリング部からの
出力を表している。
【００３３】ファイバをフォトダイオードに対しある方
向にスキャンすると、図９に示すように、ビームがフォ
トダイオードの活性領域に近づくにつれてその出力が増
加し、これと共にガードリング部からの出力が低下す
る。すなわち、目的とする光学アライメントの位置は、
このガードリングからの出力を最も小さく、かつ活性領
域からの出力が最大となるところに相当する。
向にスキャンすると、図９に示すように、ビームがフォ
トダイオードの活性領域に近づくにつれてその出力が増
加し、これと共にガードリング部からの出力が低下す
る。すなわち、目的とする光学アライメントの位置は、
このガードリングからの出力を最も小さく、かつ活性領
域からの出力が最大となるところに相当する。
【００３４】このような方法によれば、フォトディテク
タと光ファイバとの結合する際のアライメントが容易に
なる。
タと光ファイバとの結合する際のアライメントが容易に
なる。
【００３５】また、本発明によるフォトダイオードで
は、キャリアの拡散を抑制できるので、活性領域外で発
生したキャリアの活性領域内への拡散が防止できるの
で、ＤＣアライメントとＡＣアライメントとについて、
最適アライメント位置に差異が生じないようにすること
ができる。
は、キャリアの拡散を抑制できるので、活性領域外で発
生したキャリアの活性領域内への拡散が防止できるの
で、ＤＣアライメントとＡＣアライメントとについて、
最適アライメント位置に差異が生じないようにすること
ができる。
【００３６】
【発明の効果】本発明のフォトダイオードによれば、ガ
ードリングにバイアスを印加することにより、活性領域
外で発生したあるいはオーバーフローしたキャリアを主
に拡散ではなくドリフトにより再結合させることが可能
となり、スローテイルを大幅に低減することが可能とな
る。
ードリングにバイアスを印加することにより、活性領域
外で発生したあるいはオーバーフローしたキャリアを主
に拡散ではなくドリフトにより再結合させることが可能
となり、スローテイルを大幅に低減することが可能とな
る。
【００３７】また、ガードリングが活性領域として作用
できる場合には、本来の活性領域とガードリングからの
出力をモニタしつつ、光ファイバをアライメントするこ
とができる。したがって、フォトダイオードと光ファイ
バとの結合が容易になる。この場合に、ＤＣアライメン
トとＡＣアライメントとについて、最適アライメント位
置に差異が生じることはない。
できる場合には、本来の活性領域とガードリングからの
出力をモニタしつつ、光ファイバをアライメントするこ
とができる。したがって、フォトダイオードと光ファイ
バとの結合が容易になる。この場合に、ＤＣアライメン
トとＡＣアライメントとについて、最適アライメント位
置に差異が生じることはない。
【図１】従来のフォトダイオードの断面模式図である。
【図２】図１のフォトダイオードの平面図である。
【図３】フローティングガードリング付フォトダイオー
ドを示す図である。
ドを示す図である。
【図４】遮光膜付フォトダイオードを示す図である。
【図５】本発明の半導体受光素子の第１の実施例である
フォトダイオードの平面図である。
フォトダイオードの平面図である。
【図６】第１の実施例のフォトダイオードの効果を、従
来のフォトダイオードと比較して示すグラフである。
来のフォトダイオードと比較して示すグラフである。
【図７】本発明の半導体受光素子の第２の実施例である
フォトダイオードの平面図である。
フォトダイオードの平面図である。
【図８】本発明の半導体受光素子の第３の実施例である
フォトダイオードの平面図である。
フォトダイオードの平面図である。
【図９】本発明のフォトダイオードに光ファイバを結合
する場合の活性領域とガードリングとからの光出力を位
置の関数として示す図である。
する場合の活性領域とガードリングとからの光出力を位
置の関数として示す図である。
８ 基板 １０ 拡散領域 １２ 電極 １４ フローティングガードリング １８ ガードリング ２０ 第３の電極 ２２，２４ 遮光膜
Claims (6)
- 【請求項１】裏面に第１の電極が設けられた基板内に不
純物の拡散を用いて形成された第１の拡散領域を有する
半導体受光素子において、 前記第１の拡散領域上に設けられた第２の電極と、 前記拡散領域にある間隔を隔てて取り囲むように設けら
れた第２の拡散領域と、 前記第２の拡散領域上に設けられた第３の電極とを備
え、 前記第３の電極により、前記基板と前記第２の拡散領域
とにより形成されるｐｎ接合に逆バイアスを印加するこ
とを特徴とする半導体受光素子。 - 【請求項２】前記第１の拡散領域と前記第２の拡散領域
との間の非拡散領域上に、遮光膜が設けられていること
を特徴とする請求項１記載の半導体受光素子。 - 【請求項３】前記第１の拡散領域上と前記第３の電極上
を除いた表面に、遮光膜が設けられていることを特徴と
する請求項１記載の半導体受光素子。 - 【請求項４】前記遮光膜は、金属膜であることを特徴と
する請求項２または３記載の半導体受光素子。 - 【請求項５】フォトダイオードであることを特徴とする
請求項１〜４のいずれかに記載の半導体受光素子。 - 【請求項６】請求項１または２に記載の半導体受光素子
に光ファイバを結合する方法において、 前記光ファイバから光を出射させながら、前記光ファイ
バを前記半導体受光素子に対しスキャンするステップ
と、 前記第１および第２の拡散領域からの出力をモニタする
ステップと、 前記第１の拡散領域からの出力が最大となり、前記第２
の拡散領域の出力が最小となる位置を、前記半導体受光
素子に対する前記光ファイバのアライメント位置とする
ステップと、を含むことを特徴とする光ファイバの結合
方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000181222A JP2001358359A (ja) | 2000-06-16 | 2000-06-16 | 半導体受光素子 |
| US09/880,298 US6507084B2 (en) | 2000-06-16 | 2001-06-13 | Semiconductor light-receiving element |
| EP01114398A EP1178541A3 (en) | 2000-06-16 | 2001-06-14 | Semiconductor light-receiving element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000181222A JP2001358359A (ja) | 2000-06-16 | 2000-06-16 | 半導体受光素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001358359A true JP2001358359A (ja) | 2001-12-26 |
Family
ID=18682189
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000181222A Pending JP2001358359A (ja) | 2000-06-16 | 2000-06-16 | 半導体受光素子 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6507084B2 (ja) |
| EP (1) | EP1178541A3 (ja) |
| JP (1) | JP2001358359A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004053648A (ja) * | 2002-07-16 | 2004-02-19 | Sharp Corp | 光通信モジュール |
| CN105428430A (zh) * | 2015-12-18 | 2016-03-23 | 四川钟顺太阳能开发有限公司 | 一种多结GaAs太阳电池表面栅线结构 |
| KR20220064777A (ko) * | 2020-11-12 | 2022-05-19 | 한국표준과학연구원 | 광 검출 소자 및 그 제조 방법 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8049293B2 (en) * | 2005-03-07 | 2011-11-01 | Sony Corporation | Solid-state image pickup device, electronic apparatus using such solid-state image pickup device and method of manufacturing solid-state image pickup device |
| US20070262296A1 (en) * | 2006-05-11 | 2007-11-15 | Matthias Bauer | Photodetectors employing germanium layers |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3995303A (en) * | 1975-06-05 | 1976-11-30 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Growth and operation of a step-graded ternary III-V heterojunction p-n diode photodetector |
| JPS60182778A (ja) * | 1984-02-29 | 1985-09-18 | Fujitsu Ltd | 半導体受光装置 |
| JPH03220782A (ja) * | 1990-01-25 | 1991-09-27 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体受光装置 |
| US5345075A (en) * | 1990-11-13 | 1994-09-06 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Semiconductor photodetector with dielectric shielding |
| US5365087A (en) * | 1992-07-15 | 1994-11-15 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Photodetector and opto-electronic integrated circuit with guard ring |
| JP3221402B2 (ja) * | 1998-06-22 | 2001-10-22 | 住友電気工業株式会社 | 受光素子と受光装置 |
-
2000
- 2000-06-16 JP JP2000181222A patent/JP2001358359A/ja active Pending
-
2001
- 2001-06-13 US US09/880,298 patent/US6507084B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2001-06-14 EP EP01114398A patent/EP1178541A3/en not_active Withdrawn
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004053648A (ja) * | 2002-07-16 | 2004-02-19 | Sharp Corp | 光通信モジュール |
| CN105428430A (zh) * | 2015-12-18 | 2016-03-23 | 四川钟顺太阳能开发有限公司 | 一种多结GaAs太阳电池表面栅线结构 |
| KR20220064777A (ko) * | 2020-11-12 | 2022-05-19 | 한국표준과학연구원 | 광 검출 소자 및 그 제조 방법 |
| KR102588651B1 (ko) | 2020-11-12 | 2023-10-12 | 한국표준과학연구원 | 광 검출 소자 및 그 제조 방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20010052630A1 (en) | 2001-12-20 |
| EP1178541A3 (en) | 2003-07-09 |
| US6507084B2 (en) | 2003-01-14 |
| EP1178541A2 (en) | 2002-02-06 |
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