JP2002185032A - 受光アレイ素子、受光モジュール及び受光モジュールと光コネクタとの接続構造 - Google Patents
受光アレイ素子、受光モジュール及び受光モジュールと光コネクタとの接続構造Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 隣接する受光領域間におけるクロストークの
発生を抑制可能な受光アレイ素子、この受光アレイを備
えた受光モジュール及び受光モジュールと光コネクタと
の接続構造を提供する。 【解決手段】 単一の基板５ａの一方の面に吸収層５ｂ
及びクラッド層５ｃが形成されると共にクラッド層にア
ノード５ｅが、他方の面にカソード５ｇが、それぞれ形
成され、複数の受光領域５ｄを有する受光アレイ素子
５、受光モジュール10及び受光モジュール10と光コネク
タとの接続構造。受光アレイ素子５は、一方の面に、隣
接する受光領域５ｄ間における光の伝播を遮断する遮断
溝５ｈが、吸収層５ｂを分断する位置まで形成されてい
る。
発生を抑制可能な受光アレイ素子、この受光アレイを備
えた受光モジュール及び受光モジュールと光コネクタと
の接続構造を提供する。 【解決手段】 単一の基板５ａの一方の面に吸収層５ｂ
及びクラッド層５ｃが形成されると共にクラッド層にア
ノード５ｅが、他方の面にカソード５ｇが、それぞれ形
成され、複数の受光領域５ｄを有する受光アレイ素子
５、受光モジュール10及び受光モジュール10と光コネク
タとの接続構造。受光アレイ素子５は、一方の面に、隣
接する受光領域５ｄ間における光の伝播を遮断する遮断
溝５ｈが、吸収層５ｂを分断する位置まで形成されてい
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数のフォトダイ
オードを配列した受光アレイ素子、この受光アレイを備
えた受光モジュール及び受光モジュールと光コネクタと
の接続構造に関する。
オードを配列した受光アレイ素子、この受光アレイを備
えた受光モジュール及び受光モジュールと光コネクタと
の接続構造に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】フォト
ダイオードを用いた従来の受光アレイ素子、例えば、図
６に示すプレナー型の受光アレイ素子１は、基板（ｎ+
ＩｎＰ）１ａの一方の面に吸収層（ｉ−ＩｎＧａＡｓ）
１ｂ及びクラッド層（ｉ−ＩｎＰ）１ｃが、吸収層１ｂ
及びクラッド層１ｃにはＺｎを拡散させて形成されるｐ
+領域である４つの受光領域１ｄが、それぞれ形成され
ると共にクラッド層１ｃに複数の陽極リング１ｅが、他
方の面全体にＡｕとＧｅの薄膜からなる陰極１ｆが、そ
れぞれ形成されている。受光アレイ素子１は、入射光が
吸収層１ｂで電気に変換され、陽極リング１ｅから光電
流として出力される。
ダイオードを用いた従来の受光アレイ素子、例えば、図
６に示すプレナー型の受光アレイ素子１は、基板（ｎ+
ＩｎＰ）１ａの一方の面に吸収層（ｉ−ＩｎＧａＡｓ）
１ｂ及びクラッド層（ｉ−ＩｎＰ）１ｃが、吸収層１ｂ
及びクラッド層１ｃにはＺｎを拡散させて形成されるｐ
+領域である４つの受光領域１ｄが、それぞれ形成され
ると共にクラッド層１ｃに複数の陽極リング１ｅが、他
方の面全体にＡｕとＧｅの薄膜からなる陰極１ｆが、そ
れぞれ形成されている。受光アレイ素子１は、入射光が
吸収層１ｂで電気に変換され、陽極リング１ｅから光電
流として出力される。
【０００３】ここで、図６は、図面中における線の錯綜
を避けるため、ハッチングを省略して表わしており、以
下の説明で用いる図１、図３及び図５も同様である。上
記構造の受光アレイ素子は、所定の受光領域１ｄへの入
射光が、吸収層１ｂに沿って隣接した受光領域１ｄへ迷
光となって矢印Ａで示すように到達したり、基板１ａが
光学的に透明なことから、吸収層１ｂで電気に変換され
なかった矢印Ｂで示す光が、基板１ａ内へ透過したとき
に陰極１ｆとの境界面で反射し、基板１ａ内を拡散して
隣接する受光領域１ｄへ迷光となって到達することがあ
り、光入力がないにも拘わらず光電流が出力されるクロ
ストークが発生するという問題があった。
を避けるため、ハッチングを省略して表わしており、以
下の説明で用いる図１、図３及び図５も同様である。上
記構造の受光アレイ素子は、所定の受光領域１ｄへの入
射光が、吸収層１ｂに沿って隣接した受光領域１ｄへ迷
光となって矢印Ａで示すように到達したり、基板１ａが
光学的に透明なことから、吸収層１ｂで電気に変換され
なかった矢印Ｂで示す光が、基板１ａ内へ透過したとき
に陰極１ｆとの境界面で反射し、基板１ａ内を拡散して
隣接する受光領域１ｄへ迷光となって到達することがあ
り、光入力がないにも拘わらず光電流が出力されるクロ
ストークが発生するという問題があった。
【０００４】本発明は上記の点に鑑みてなされたもの
で、隣接する受光領域間におけるクロストークの発生を
抑制可能な受光アレイ素子、この受光アレイを備えた受
光モジュール及び受光モジュールと光コネクタとの接続
構造を提供することを目的とする。
で、隣接する受光領域間におけるクロストークの発生を
抑制可能な受光アレイ素子、この受光アレイを備えた受
光モジュール及び受光モジュールと光コネクタとの接続
構造を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明の受光アレイ素子においては、単一の基板の一方
の面に吸収層及びクラッド層が形成されると共に前記ク
ラッド層にアノードが、他方の面にカソードが、それぞ
れ形成され、複数の受光領域を有する受光アレイ素子に
おいて、前記一方の面に、隣接する受光領域間における
光の伝播を遮断する遮断溝が、前記吸収層を分断する位
置まで形成されている構成としたのである。
本発明の受光アレイ素子においては、単一の基板の一方
の面に吸収層及びクラッド層が形成されると共に前記ク
ラッド層にアノードが、他方の面にカソードが、それぞ
れ形成され、複数の受光領域を有する受光アレイ素子に
おいて、前記一方の面に、隣接する受光領域間における
光の伝播を遮断する遮断溝が、前記吸収層を分断する位
置まで形成されている構成としたのである。
【０００６】好ましくは、前記カソードは、前記各受光
領域に対応する位置に開口を形成する。また好ましく
は、前記開口に反射防止層を形成する。更に好ましく
は、前記吸収層の厚さを６μｍ以上とする。また、上記
目的を達成するため本発明の受光モジュールにおいて
は、前記受光アレイ素子を設けた光学ベンチと、該光学
ベンチが固定されると共に、前記受光アレイ素子に電気
接続された電気配線を有するパッケージとが設けられて
いる構成としたのである。
領域に対応する位置に開口を形成する。また好ましく
は、前記開口に反射防止層を形成する。更に好ましく
は、前記吸収層の厚さを６μｍ以上とする。また、上記
目的を達成するため本発明の受光モジュールにおいて
は、前記受光アレイ素子を設けた光学ベンチと、該光学
ベンチが固定されると共に、前記受光アレイ素子に電気
接続された電気配線を有するパッケージとが設けられて
いる構成としたのである。
【０００７】好ましくは、光学ベンチは、前記受光アレ
イ素子側からの漏れ光を透過する素材とする。また好ま
しくは、前記光学ベンチは、前記受光アレイ素子側から
の漏れ光の反射を防止する反射防止部を設ける。更に、
上記目的を達成するため本発明の受光モジュールと光コ
ネクタとの接続構造においては、前記受光モジュール
と、光コネクタフェルール及び光ファイバを備えた光コ
ネクタとを接続した構成としたのである。
イ素子側からの漏れ光を透過する素材とする。また好ま
しくは、前記光学ベンチは、前記受光アレイ素子側から
の漏れ光の反射を防止する反射防止部を設ける。更に、
上記目的を達成するため本発明の受光モジュールと光コ
ネクタとの接続構造においては、前記受光モジュール
と、光コネクタフェルール及び光ファイバを備えた光コ
ネクタとを接続した構成としたのである。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の受光アレイ素子及
び受光モジュールに係る一実施形態を、例えば、ＰＩＮ
構造のフォトダイオードを用いたプレナー型の受光アレ
イ素子の場合について図１乃至図５に基づいて詳細に説
明する。受光アレイ素子５は、図１に示すように、ｎ＋
ＩｎＰからなる基板５ａの一方の面にｎ−ＩｎＰからバ
ッファ層５ｍを介してｉ−ＩｎＧａＡｓからなる吸収層
５ｂ及びｉ−ＩｎＰからなるクラッド層５ｃが形成さ
れ、吸収層５ｂ及びクラッド層５ｃにはＺｎを拡散させ
たｐ＋領域である４つの受光領域５ｄが一方向に沿って
形成されている。ここで、受光領域５ｄは、一方向に形
成されるものに限定されるものではなく、２次元方向に
複数形成されていてもよい。クラッド層５ｃの表面に
は、複数のリング状の陽極（アノード）５ｅが形成され
ている。
び受光モジュールに係る一実施形態を、例えば、ＰＩＮ
構造のフォトダイオードを用いたプレナー型の受光アレ
イ素子の場合について図１乃至図５に基づいて詳細に説
明する。受光アレイ素子５は、図１に示すように、ｎ＋
ＩｎＰからなる基板５ａの一方の面にｎ−ＩｎＰからバ
ッファ層５ｍを介してｉ−ＩｎＧａＡｓからなる吸収層
５ｂ及びｉ−ＩｎＰからなるクラッド層５ｃが形成さ
れ、吸収層５ｂ及びクラッド層５ｃにはＺｎを拡散させ
たｐ＋領域である４つの受光領域５ｄが一方向に沿って
形成されている。ここで、受光領域５ｄは、一方向に形
成されるものに限定されるものではなく、２次元方向に
複数形成されていてもよい。クラッド層５ｃの表面に
は、複数のリング状の陽極（アノード）５ｅが形成され
ている。
【０００９】ここで、バッファ層５ｍは、基板５ａと吸
収層５ｂとの格子不整合を緩和する層として機能するも
のであるから、受光アレイ素子５にとって必ずしも必要
ではない。また、受光アレイ素子５では、基板５ａの他
方の面に開口５ｆを有するＡｕとＧｅの薄膜からなる陰
極５ｇが形成されている。開口５ｆは、受光領域５ｄに
対向する位置に形成されている。そして、受光アレイ素
子５は、図１及び図２に示すように、隣接する受光領域
５ｄ間に、受光領域５ｄ間における光（ここでは赤外領
域の光）の伝播を遮断する遮断溝５ｈが、吸収層５ｂを
分断する基板５ａに至る位置まで形成され、クラッド層
５ｃ側の陽極５ｅを除く面全体並びに各開口５ｆに、窒
化珪素（ＳｉＮｘ）からなる保護膜としての機能を有す
る反射防止層５ｊ，５ｋがそれぞれ設けられている。
収層５ｂとの格子不整合を緩和する層として機能するも
のであるから、受光アレイ素子５にとって必ずしも必要
ではない。また、受光アレイ素子５では、基板５ａの他
方の面に開口５ｆを有するＡｕとＧｅの薄膜からなる陰
極５ｇが形成されている。開口５ｆは、受光領域５ｄに
対向する位置に形成されている。そして、受光アレイ素
子５は、図１及び図２に示すように、隣接する受光領域
５ｄ間に、受光領域５ｄ間における光（ここでは赤外領
域の光）の伝播を遮断する遮断溝５ｈが、吸収層５ｂを
分断する基板５ａに至る位置まで形成され、クラッド層
５ｃ側の陽極５ｅを除く面全体並びに各開口５ｆに、窒
化珪素（ＳｉＮｘ）からなる保護膜としての機能を有す
る反射防止層５ｊ，５ｋがそれぞれ設けられている。
【００１０】受光アレイ素子５は、以上のように構成さ
れ、以下のようにして製造される。先ず、図３（ａ）に
示すように、基板５ａの一方の面にＩｎＧａＡｓからな
る吸収層５ｂとＩｎＰからなるクラッド層５ｃとを形成
する。次に、クラッド層５ｃ側にエッチングを施し、図
３（ｂ）に示すように、吸収層５ｂを超えて基板５ａに
至る深さを有し、受光領域５ｄ間を遮断する複数の遮断
溝５ｈを形成する。このとき用いるエッチング方法とし
ては、例えば、ドライエッチング又は溶液によるウエッ
トエッチング等がある。ここで、遮断溝５ｈは、可能な
らば機械加工によって形成してもよい。
れ、以下のようにして製造される。先ず、図３（ａ）に
示すように、基板５ａの一方の面にＩｎＧａＡｓからな
る吸収層５ｂとＩｎＰからなるクラッド層５ｃとを形成
する。次に、クラッド層５ｃ側にエッチングを施し、図
３（ｂ）に示すように、吸収層５ｂを超えて基板５ａに
至る深さを有し、受光領域５ｄ間を遮断する複数の遮断
溝５ｈを形成する。このとき用いるエッチング方法とし
ては、例えば、ドライエッチング又は溶液によるウエッ
トエッチング等がある。ここで、遮断溝５ｈは、可能な
らば機械加工によって形成してもよい。
【００１１】次いで、図３（ｃ）に示すように、吸収層
５ｂ及びクラッド層５ｃに気相又は固相拡散によってＺ
ｎを拡散させ、点線で示される４つの受光領域５ｄを形
成する。しかる後、図３（ｄ）に示すように、クラッド
層５ｃ側の面全体に窒化珪素（ＳｉＮｘ）からなる反射
防止層５ｊをＰＣＶＤ（Plasma Chemical Vapor Deposi
tion）法によって形成する。
５ｂ及びクラッド層５ｃに気相又は固相拡散によってＺ
ｎを拡散させ、点線で示される４つの受光領域５ｄを形
成する。しかる後、図３（ｄ）に示すように、クラッド
層５ｃ側の面全体に窒化珪素（ＳｉＮｘ）からなる反射
防止層５ｊをＰＣＶＤ（Plasma Chemical Vapor Deposi
tion）法によって形成する。
【００１２】次に、クラッド層５ｃからドライエッチン
グ又は溶液を用いるウエットエッチングによって反射防
止層５ｊをリング状に除去し、除去したリング状の部分
に電子ビーム蒸着を用いてＴｉ／Ｐｔ／Ａｕからなる陽
極５ｅを形成する（図３（ｅ）参照）。陽極５ｅの形成
に当たっては、遮断溝５ｈが逆テーパ状のＶ溝状である
ことを考慮し、パターン形成並びにリフトオフ工程が容
易となるように、粘度が２5.９０ｍＰａ．ｓ、光感度１
５０−２４０ｍＪ・ｃｍ2のＰＧＭＭＥＡ（プロピレン
・グリコール・モノメチル・エーテル・アセテート）か
らなるフォトレジストを用いた。
グ又は溶液を用いるウエットエッチングによって反射防
止層５ｊをリング状に除去し、除去したリング状の部分
に電子ビーム蒸着を用いてＴｉ／Ｐｔ／Ａｕからなる陽
極５ｅを形成する（図３（ｅ）参照）。陽極５ｅの形成
に当たっては、遮断溝５ｈが逆テーパ状のＶ溝状である
ことを考慮し、パターン形成並びにリフトオフ工程が容
易となるように、粘度が２5.９０ｍＰａ．ｓ、光感度１
５０−２４０ｍＪ・ｃｍ2のＰＧＭＭＥＡ（プロピレン
・グリコール・モノメチル・エーテル・アセテート）か
らなるフォトレジストを用いた。
【００１３】次いで、図３（ｅ）に示すように、基板５
ａの他方の面に開口５ｆを有するＡｕとＧｅの薄膜から
なる陰極５ｇを形成することにより、４つの受光領域５
ｄ、即ち、４チャンネルの受光領域５ｄを有する図１に
示す受光アレイ素子５の製造が完了する。但し、各開口
５ｆに、窒化珪素（ＳｉＮｘ）からなる反射防止層５ｋ
をＰＣＶＤを用いて形成してもよい。
ａの他方の面に開口５ｆを有するＡｕとＧｅの薄膜から
なる陰極５ｇを形成することにより、４つの受光領域５
ｄ、即ち、４チャンネルの受光領域５ｄを有する図１に
示す受光アレイ素子５の製造が完了する。但し、各開口
５ｆに、窒化珪素（ＳｉＮｘ）からなる反射防止層５ｋ
をＰＣＶＤを用いて形成してもよい。
【００１４】受光アレイ素子５は、このように４チャン
ネルの受光領域５ｄを有している。このため、受光アレ
イ素子５は、各受光領域５ｄに入射した光は吸収層５ｂ
で電気に変換され、陽極５ｅから光電流として出力され
てゆく。このとき、受光アレイ素子５は、隣接する受光
領域５ｄ間に遮断溝５ｈが形成されている。従って、受
光アレイ素子５においては、任意の１つの受光領域５ｄ
に入射した光は、遮断溝５ｈによって隣接する受光領域
５ｄへの入射が遮断され、クロストークの発生が抑制さ
れる。
ネルの受光領域５ｄを有している。このため、受光アレ
イ素子５は、各受光領域５ｄに入射した光は吸収層５ｂ
で電気に変換され、陽極５ｅから光電流として出力され
てゆく。このとき、受光アレイ素子５は、隣接する受光
領域５ｄ間に遮断溝５ｈが形成されている。従って、受
光アレイ素子５においては、任意の１つの受光領域５ｄ
に入射した光は、遮断溝５ｈによって隣接する受光領域
５ｄへの入射が遮断され、クロストークの発生が抑制さ
れる。
【００１５】しかも、受光アレイ素子５は、陰極５ｇに
開口５ｆが複数形成され、各開口５ｆに反射防止層５ｋ
が形成されている。このため、受光アレイ素子５は、吸
収層５ｂで電気に変換されずに基板５ａ側に透過した漏
れ光が存在しても、この漏れ光は基板５ａの内面で反射
されることなく反射防止層５ｋによって外部へ出射され
る。このため、受光アレイ素子５は、各開口５ｆに反射
防止層５ｋを形成したことにより、基板５ａ内面での反
射に伴う迷光の発生が抑制され、この迷光が隣接する受
光領域５ｄへ入射することがない。従って、受光アレイ
素子５は、遮断溝５ｈを形成した効果に加えて、更にク
ロストークの発生が抑制される。
開口５ｆが複数形成され、各開口５ｆに反射防止層５ｋ
が形成されている。このため、受光アレイ素子５は、吸
収層５ｂで電気に変換されずに基板５ａ側に透過した漏
れ光が存在しても、この漏れ光は基板５ａの内面で反射
されることなく反射防止層５ｋによって外部へ出射され
る。このため、受光アレイ素子５は、各開口５ｆに反射
防止層５ｋを形成したことにより、基板５ａ内面での反
射に伴う迷光の発生が抑制され、この迷光が隣接する受
光領域５ｄへ入射することがない。従って、受光アレイ
素子５は、遮断溝５ｈを形成した効果に加えて、更にク
ロストークの発生が抑制される。
【００１６】このことを確認するため、図６に示す従来
構造の受光アレイ素子、遮断溝５ｈのみを形成した受光
アレイ素子５、複数の開口５ｆのみを有する受光アレイ
素子５の３種類を用意し、所定の陽極５ｅから出力され
た光電流の測定値に基づいてクロストーク値(ｄＢ)を算
出した。その結果を、図６に示す従来構造の受光アレイ
素子におけるクロストーク値を基準とする標準偏差
（σ）として表１に示す。
構造の受光アレイ素子、遮断溝５ｈのみを形成した受光
アレイ素子５、複数の開口５ｆのみを有する受光アレイ
素子５の３種類を用意し、所定の陽極５ｅから出力され
た光電流の測定値に基づいてクロストーク値(ｄＢ)を算
出した。その結果を、図６に示す従来構造の受光アレイ
素子におけるクロストーク値を基準とする標準偏差
（σ）として表１に示す。
【００１７】ここで、表１においては、遮断溝５ｈのみ
を有する受光アレイ素子５の構造を「溝構造」と、反射
防止層５ｋが形成された複数の開口５ｆのみを有する受
光アレイ素子５の構造を「開口」と、それぞれ記した。
また、表１においては、１つの受光領域５ｄに光を入射
させ、隣接する受光領域５ｄで測定されたクロストーク
の改善値を１ｃｈの欄に、４つの受光領域５ｄ中の３つ
に光を入射させ、残る１つの受光領域５ｄで測定された
クロストークの改善値を３ｃｈの欄に、それぞれ記載し
た。更に、クロストークの改善値(ｄＢ)は、次式に基づ
いて算出した。クロストークの改善値（ｄＢ）＝−10×
log(ＩNO／ＩIN)ここで、それぞれ、ＩNOは入射光がな
い受光部での光電流の測定値、ＩINは入射光がある受光
部での光電流の測定値である。
を有する受光アレイ素子５の構造を「溝構造」と、反射
防止層５ｋが形成された複数の開口５ｆのみを有する受
光アレイ素子５の構造を「開口」と、それぞれ記した。
また、表１においては、１つの受光領域５ｄに光を入射
させ、隣接する受光領域５ｄで測定されたクロストーク
の改善値を１ｃｈの欄に、４つの受光領域５ｄ中の３つ
に光を入射させ、残る１つの受光領域５ｄで測定された
クロストークの改善値を３ｃｈの欄に、それぞれ記載し
た。更に、クロストークの改善値(ｄＢ)は、次式に基づ
いて算出した。クロストークの改善値（ｄＢ）＝−10×
log(ＩNO／ＩIN)ここで、それぞれ、ＩNOは入射光がな
い受光部での光電流の測定値、ＩINは入射光がある受光
部での光電流の測定値である。
【００１８】
【表１】
【００１９】表１に示す結果から、遮断溝５ｈを形成し
た受光アレイ素子５は、複数の開口５ｆのみを有する受
光アレイ素子５に比べ、クロストークを低減する効果が
大きいことが分かった。従って、遮断溝５ｈと複数の開
口５ｆの双方を有する図１に示す受光アレイ素子５は、
遮断溝５ｈのみ、あるいは複数の開口５ｆのみを有する
受光アレイ素子よりも一層クロストークを低減すること
が可能である。
た受光アレイ素子５は、複数の開口５ｆのみを有する受
光アレイ素子５に比べ、クロストークを低減する効果が
大きいことが分かった。従って、遮断溝５ｈと複数の開
口５ｆの双方を有する図１に示す受光アレイ素子５は、
遮断溝５ｈのみ、あるいは複数の開口５ｆのみを有する
受光アレイ素子よりも一層クロストークを低減すること
が可能である。
【００２０】そして、上記のように構成される受光アレ
イ素子５は、例えば以下のような構造の受光モジュール
で用いられる。即ち、図４（ａ）に示すように、受光モ
ジュール１０は、フェルール１１、光学ベンチ１３、電
気接続用の配線部品１４、２個のボール１５及びリード
フレーム１６を備えている。
イ素子５は、例えば以下のような構造の受光モジュール
で用いられる。即ち、図４（ａ）に示すように、受光モ
ジュール１０は、フェルール１１、光学ベンチ１３、電
気接続用の配線部品１４、２個のボール１５及びリード
フレーム１６を備えている。
【００２１】フェルール１１は、前壁１１ａ、後壁１１
ｂ及び両側壁１１ｃによって中央に四角形の開口からな
る配置部１１ｄが形成された角筒状の部材で、前壁１１
ａには突出部１１ｅが設けられている。フェルール１１
は、前壁１１ａ及び突出部１１ｅを貫通する２つのピン
孔１１ｆが両側に形成され、２つのピン孔１１ｆ間に形
成された４つのファイバ孔のそれぞれにシングルモード
ファイバやグレーデッドインデックスファイバ等の光フ
ァイバ１２が接着固定されている。光ファイバ１２は、
一端が突出部１１ｅの前面と前壁１１ａの内面との長さ
に設定されている。
ｂ及び両側壁１１ｃによって中央に四角形の開口からな
る配置部１１ｄが形成された角筒状の部材で、前壁１１
ａには突出部１１ｅが設けられている。フェルール１１
は、前壁１１ａ及び突出部１１ｅを貫通する２つのピン
孔１１ｆが両側に形成され、２つのピン孔１１ｆ間に形
成された４つのファイバ孔のそれぞれにシングルモード
ファイバやグレーデッドインデックスファイバ等の光フ
ァイバ１２が接着固定されている。光ファイバ１２は、
一端が突出部１１ｅの前面と前壁１１ａの内面との長さ
に設定されている。
【００２２】光学ベンチ１３は、受光アレイ素子５への
入射光を透過する素材、例えば、セラミック，シリコ
ン，樹脂成形体等が使用できるが、受光アレイ素子５か
らの漏れ光が表面で反射されないように、光を透過もし
くは吸収可能な素材（例えば、シリコン，透明素材ある
いは黒色素材）としたり、光を通過させる孔又は光を吸
収させるための凹部等の反射防止部を設けることが望ま
しい。この例では、透明素材であるシリコンからなる基
板を用いた。光学ベンチ１３は、受光アレイ素子５が前
面中央に取り付けられると共に、前面に所定のリードパ
ターン１３ａが形成されている。また、光学ベンチ１３
は、前面の受光アレイ素子５の両側に逆角錐台形状の凹
部１３ｂが設けられている。
入射光を透過する素材、例えば、セラミック，シリコ
ン，樹脂成形体等が使用できるが、受光アレイ素子５か
らの漏れ光が表面で反射されないように、光を透過もし
くは吸収可能な素材（例えば、シリコン，透明素材ある
いは黒色素材）としたり、光を通過させる孔又は光を吸
収させるための凹部等の反射防止部を設けることが望ま
しい。この例では、透明素材であるシリコンからなる基
板を用いた。光学ベンチ１３は、受光アレイ素子５が前
面中央に取り付けられると共に、前面に所定のリードパ
ターン１３ａが形成されている。また、光学ベンチ１３
は、前面の受光アレイ素子５の両側に逆角錐台形状の凹
部１３ｂが設けられている。
【００２３】電気接続用の配線部品１４は、裏面からリ
ード（図示せず）が突出形成されている。ボール１５
は、前壁１１ａの内面に開口するピン孔１１ｆと凹部１
３ｂとの間に配置され、受光アレイ素子５の各受光領域
５ｄと対応する光ファイバ１２とを位置決めする。
ード（図示せず）が突出形成されている。ボール１５
は、前壁１１ａの内面に開口するピン孔１１ｆと凹部１
３ｂとの間に配置され、受光アレイ素子５の各受光領域
５ｄと対応する光ファイバ１２とを位置決めする。
【００２４】リードフレーム１６は、リードパターンが
形成されたフレーム１６ａと、フレーム１６ａから先端
が幅方向に延出するリード端子１６ｂとを有している。
上記のように構成される受光モジュール１０は、受光ア
レイ素子５の前面とフェルール１１の前壁１１ａ内面と
の間が光透過性の接着剤で接着されると共に、配置部１
１ｄの上方から注入される合成樹脂によって光学ベンチ
１３、電気接続用の配線部品１４、２個のボール１５及
びリードフレーム１６がフェルール１１に封止される。
形成されたフレーム１６ａと、フレーム１６ａから先端
が幅方向に延出するリード端子１６ｂとを有している。
上記のように構成される受光モジュール１０は、受光ア
レイ素子５の前面とフェルール１１の前壁１１ａ内面と
の間が光透過性の接着剤で接着されると共に、配置部１
１ｄの上方から注入される合成樹脂によって光学ベンチ
１３、電気接続用の配線部品１４、２個のボール１５及
びリードフレーム１６がフェルール１１に封止される。
【００２５】そして、受光モジュール１０は、各ピン孔
１１ｆに挿通したガイドピン１８を介して対応する位置
にピン孔が形成されたＭＴ（Mechanical Transferabl
e）コネクタ等の光コネクタと突き合せ接続される。光
コネクタは、図４（ｂ）に示す光コネクタ２０のよう
に、光ファイバ２１と、光ファイバ２１の端部に固定さ
れる光コネクタフェルール２２とを有し、両部材を接着
剤等で固定した構造である。受光モジュール１０では、
前記光コネクタの複数の光ファイバによって伝送されて
くる信号光が、対応する光ファイバ１２を介して受光ア
レイ素子５の対応する受光領域５ｄに入射され、陽極５
ｅから光電流として出力されてゆく。
１１ｆに挿通したガイドピン１８を介して対応する位置
にピン孔が形成されたＭＴ（Mechanical Transferabl
e）コネクタ等の光コネクタと突き合せ接続される。光
コネクタは、図４（ｂ）に示す光コネクタ２０のよう
に、光ファイバ２１と、光ファイバ２１の端部に固定さ
れる光コネクタフェルール２２とを有し、両部材を接着
剤等で固定した構造である。受光モジュール１０では、
前記光コネクタの複数の光ファイバによって伝送されて
くる信号光が、対応する光ファイバ１２を介して受光ア
レイ素子５の対応する受光領域５ｄに入射され、陽極５
ｅから光電流として出力されてゆく。
【００２６】ここで、一般に、受光アレイ素子では、受
光領域に入射した光は吸収層で電気に変換される。この
ため、受光アレイ素子は、理論上、吸収層が厚い方が光
の吸収率が増加し、基板側へ透過する光量が減少する結
果、クロストークの発生がより低減される。例えば、理
論上、本実施形態例の受光アレイ素子では、吸収層５ｂ
の厚さが３μｍでは吸収率が約９５％であるのに対し、
厚さが６μｍになると約９9.８％となる。
光領域に入射した光は吸収層で電気に変換される。この
ため、受光アレイ素子は、理論上、吸収層が厚い方が光
の吸収率が増加し、基板側へ透過する光量が減少する結
果、クロストークの発生がより低減される。例えば、理
論上、本実施形態例の受光アレイ素子では、吸収層５ｂ
の厚さが３μｍでは吸収率が約９５％であるのに対し、
厚さが６μｍになると約９9.８％となる。
【００２７】そこで、図５に示す構造の受光アレイ素子
７を用意し、吸収層の厚さを変えて開口７ｆ側で測定さ
れる透過光の強度比較を行った。受光アレイ素子７は、
図５に示すように、ｎ＋ＩｎＰからなる基板７ａの一方
の面に、ｎ−ＩｎＰからなるバッファ層７ｍを介してｉ
−ＩｎＧａＡｓからなる吸収層７ｂ及びｎ−ＩｎＰから
なるクラッド層７ｃが形成され、吸収層７ｂ及びクラッ
ド層７ｃにはＺｎを拡散させたｐ＋領域である４つの受
光領域７ｄが長手方向に沿って形成されている。クラッ
ド層７ｃは、表面に複数のリング状の陽極（アノード）
７ｅが形成されている。
７を用意し、吸収層の厚さを変えて開口７ｆ側で測定さ
れる透過光の強度比較を行った。受光アレイ素子７は、
図５に示すように、ｎ＋ＩｎＰからなる基板７ａの一方
の面に、ｎ−ＩｎＰからなるバッファ層７ｍを介してｉ
−ＩｎＧａＡｓからなる吸収層７ｂ及びｎ−ＩｎＰから
なるクラッド層７ｃが形成され、吸収層７ｂ及びクラッ
ド層７ｃにはＺｎを拡散させたｐ＋領域である４つの受
光領域７ｄが長手方向に沿って形成されている。クラッ
ド層７ｃは、表面に複数のリング状の陽極（アノード）
７ｅが形成されている。
【００２８】また、受光アレイ素子７は、基板７ａの他
方の面に開口７ｆを有するＡｕとＧｅの薄膜からなる陰
極７ｇが形成されている。開口７ｆは、受光領域７ｄに
対応する位置に形成されている。このとき、受光アレイ
素子７は、前記バッファ層の厚さを1.２±0.１μｍ、ク
ラッド層７ｃの厚さを1.２±0.１μｍとし、吸収層７ｂ
の厚さが３±0.２μｍと6.０±0.４μｍの２種類用意し
た。
方の面に開口７ｆを有するＡｕとＧｅの薄膜からなる陰
極７ｇが形成されている。開口７ｆは、受光領域７ｄに
対応する位置に形成されている。このとき、受光アレイ
素子７は、前記バッファ層の厚さを1.２±0.１μｍ、ク
ラッド層７ｃの厚さを1.２±0.１μｍとし、吸収層７ｂ
の厚さが３±0.２μｍと6.０±0.４μｍの２種類用意し
た。
【００２９】そして、この２種類の受光アレイ素子７に
おいて、同一の位置にある開口７ｆ直下に光ファイバの
先端を配置して開口７ｆから出射される透過光を光パワ
ーメータへ導いて測定すると共に、受光領域７ｄにおけ
る入射光を同様に測定し、透過率（＝透過光量／入射光
量×１００）として透過光の強度比較を行った。その結
果、受光アレイ素子７は、吸収層７ｂの厚さが３±0.２
μｍのときは透過率が約３％であったのに対し、吸収層
７ｂの厚さが6.０±0.４μｍのときには約0.９％と吸収
層７ｂにおける光の吸収率が飛躍的に増加していた。こ
のため、受光アレイ素子７は、吸収層７ｂの厚さを6.０
μｍ以上とすると、吸収層７ｂから基板７ａ側へ透過す
る光量が減少し、クロストークの発生がより低減される
ことになる。
おいて、同一の位置にある開口７ｆ直下に光ファイバの
先端を配置して開口７ｆから出射される透過光を光パワ
ーメータへ導いて測定すると共に、受光領域７ｄにおけ
る入射光を同様に測定し、透過率（＝透過光量／入射光
量×１００）として透過光の強度比較を行った。その結
果、受光アレイ素子７は、吸収層７ｂの厚さが３±0.２
μｍのときは透過率が約３％であったのに対し、吸収層
７ｂの厚さが6.０±0.４μｍのときには約0.９％と吸収
層７ｂにおける光の吸収率が飛躍的に増加していた。こ
のため、受光アレイ素子７は、吸収層７ｂの厚さを6.０
μｍ以上とすると、吸収層７ｂから基板７ａ側へ透過す
る光量が減少し、クロストークの発生がより低減される
ことになる。
【００３０】このように、吸収層７ｂの厚さを６μｍ以
上とする場合、受光アレイ素子７に遮断溝を設けるとき
には、吸収層７ｂ同士を完全に分断するように、遮断溝
の深さは９μｍ以上とすることが好ましい。尚、上記実
施形態は、フォトダイオードがＰＩＮ型の場合について
説明した。しかし、本発明の受光アレイ素子は、上記に
限定されるものでないことは言うまでもなく、例えばＰ
Ｎ型，ショットキー型あるいはアバランシェフォトダイ
オード等、内部光電効果を利用した全てのフォトダイオ
ードが対象となる。
上とする場合、受光アレイ素子７に遮断溝を設けるとき
には、吸収層７ｂ同士を完全に分断するように、遮断溝
の深さは９μｍ以上とすることが好ましい。尚、上記実
施形態は、フォトダイオードがＰＩＮ型の場合について
説明した。しかし、本発明の受光アレイ素子は、上記に
限定されるものでないことは言うまでもなく、例えばＰ
Ｎ型，ショットキー型あるいはアバランシェフォトダイ
オード等、内部光電効果を利用した全てのフォトダイオ
ードが対象となる。
【００３１】
【発明の効果】請求項１，５乃至８の発明によれば、隣
接する受光領域間におけるクロストークの発生を抑制可
能な受光アレイ素子、この受光アレイを備えた受光モジ
ュール及び受光モジュールと光コネクタとの接続構造を
提供することができる。請求項２乃至４の発明によれ
ば、遮断溝のみの場合に加えて更にクロストークの発生
を抑制した受光アレイ素子を提供するすることができ
る。
接する受光領域間におけるクロストークの発生を抑制可
能な受光アレイ素子、この受光アレイを備えた受光モジ
ュール及び受光モジュールと光コネクタとの接続構造を
提供することができる。請求項２乃至４の発明によれ
ば、遮断溝のみの場合に加えて更にクロストークの発生
を抑制した受光アレイ素子を提供するすることができ
る。
【図１】本発明の受光アレイ素子の断面正面図である。
【図２】図１の受光アレイ素子の底面図である。
【図３】図１の受光アレイ素子を製造する各工程を示す
製造工程図である。
製造工程図である。
【図４】図１の受光アレイ素子を用いた受光モジュール
の分解斜視図（ａ）と、受光モジュールと光コネクタと
の接続構造を示す平面図（ｂ）である。
の分解斜視図（ａ）と、受光モジュールと光コネクタと
の接続構造を示す平面図（ｂ）である。
【図５】本発明の他の実施形態に係る受光アレイ素子を
示す断面正面図である。
示す断面正面図である。
【図６】従来の受光アレイ素子を示す断面正面図であ
る。
る。
５ 受光アレイ素子 ５ａ 基板 ５ｂ 吸収層 ５ｃ クラッド層 ５ｄ 受光領域 ５ｅ 陽極（アノード） ５ｆ 開口 ５ｇ 陰極 ５ｈ 遮断溝 ５ｊ，５ｋ 反射防止層 ５ｍ バッファ層 ７ 受光アレイ素子 ７ａ 基板 ７ｂ 吸収層 ７ｃ クラッド層 ７ｄ 受光領域 ７ｅ 陽極（アノード） ７ｆ 開口 ７ｇ 陰極 ７ｍ バッファ層 １０ 受光モジュール １１ フェルール １２ 光ファイバ １３ 光学ベンチ １４ 配線部品 １５ ボール １６ リードフレーム ２０ 光コネクタ ２１ 光ファイバ ２２ 光コネクタフェルール
フロントページの続き (72)発明者 白井 武広 東京都千代田区丸の内２丁目６番１号 古 河電気工業株式会社内 (72)発明者 岩瀬 正幸 東京都千代田区丸の内２丁目６番１号 古 河電気工業株式会社内 Ｆターム(参考） 2H037 AA01 BA14 4M118 AA05 AB05 BA06 CA03 CA05 CA06 CA19 CA34 CB01 EA01 5F049 MA04 MB07 MB12 NA04 NB01 PA09 PA14 RA04 SS04 SZ03 TA14 TA20 5F088 AA03 AB07 AB17 BA03 BB01 CB09 CB14 EA02 FA05 FA12 GA05 HA03 JA14 JA20
Claims (8)
- 【請求項１】 単一の基板の一方の面に吸収層及びクラ
ッド層が形成されると共に前記クラッド層にアノード
が、他方の面にカソードが、それぞれ形成され、複数の
受光領域を有する受光アレイ素子において、前記一方の
面に、隣接する受光領域間における光の伝播を遮断する
遮断溝が、前記吸収層を分断する位置まで形成されてい
ることを特徴とする受光アレイ素子。 - 【請求項２】 前記カソードは、前記各受光領域に対応
する位置に開口が形成されている、請求項１の受光アレ
イ素子。 - 【請求項３】 前記開口に反射防止層が形成されてい
る、請求項２の受光アレイ素子。 - 【請求項４】 前記吸収層の厚さが６μｍ以上である、
請求項１乃至３いずれかの受光アレイ素子。 - 【請求項５】 請求項１乃至４のいずれかに記載の受光
アレイ素子を設けた光学ベンチと、該光学ベンチが固定
されると共に、前記受光アレイ素子に電気接続された電
気配線を有するパッケージとが設けられていることを特
徴とする受光モジュール。 - 【請求項６】 前記光学ベンチは、前記受光アレイ素子
側からの漏れ光を透過する素材である、請求項５の受光
モジュール。 - 【請求項７】 前記光学ベンチは、前記受光アレイ素子
側からの漏れ光の反射を防止する反射防止部が設けられ
ている、請求項５の受光モジュール。 - 【請求項８】 請求項５乃至７の受光モジュールと、光
コネクタフェルール及び光ファイバを備えた光コネクタ
とを接続したことを特徴とする受光モジュールと光コネ
クタとの接続構造。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001028208A JP2002185032A (ja) | 2000-10-06 | 2001-02-05 | 受光アレイ素子、受光モジュール及び受光モジュールと光コネクタとの接続構造 |
| US09/969,292 US20020109147A1 (en) | 2000-10-06 | 2001-10-01 | Photodiode array device, a photodiode module, and a structure for connecting the photodiode module and an optical connector |
| EP01123754A EP1195632A3 (en) | 2000-10-06 | 2001-10-04 | Photodiode array device, a photodiode module, and a structure for connecting the photodiode module and an optical connector |
| US10/068,423 US6844607B2 (en) | 2000-10-06 | 2002-02-04 | Photodiode array device, a photodiode module, and a structure for connecting the photodiode module and an optical connector |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000307638 | 2000-10-06 | ||
| JP2000-307638 | 2000-10-06 | ||
| JP2001028208A JP2002185032A (ja) | 2000-10-06 | 2001-02-05 | 受光アレイ素子、受光モジュール及び受光モジュールと光コネクタとの接続構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002185032A true JP2002185032A (ja) | 2002-06-28 |
Family
ID=26601681
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001028208A Pending JP2002185032A (ja) | 2000-10-06 | 2001-02-05 | 受光アレイ素子、受光モジュール及び受光モジュールと光コネクタとの接続構造 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20020109147A1 (ja) |
| EP (1) | EP1195632A3 (ja) |
| JP (1) | JP2002185032A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004356632A (ja) * | 2003-05-28 | 2004-12-16 | Asml Netherlands Bv | リソグラフィ装置、較正の方法、及びデバイス製造方法 |
| JP2007101256A (ja) * | 2005-09-30 | 2007-04-19 | Fujifilm Corp | Ｘ線撮像装置及びｘ線ｃｔ装置 |
| JP2007227546A (ja) * | 2006-02-22 | 2007-09-06 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光検出装置 |
| WO2011155230A1 (ja) * | 2010-06-08 | 2011-12-15 | 京セミ株式会社 | 受光素子アレイ |
| JP2020025098A (ja) * | 2018-08-07 | 2020-02-13 | センサーズ・アンリミテッド・インコーポレーテッド | フォトダイオードのアレイを形成する方法及びフォトダイオードアレイ |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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