JP2002203984A - 半導体受光素子 - Google Patents
半導体受光素子Info
- Publication number
- JP2002203984A JP2002203984A JP2000358691A JP2000358691A JP2002203984A JP 2002203984 A JP2002203984 A JP 2002203984A JP 2000358691 A JP2000358691 A JP 2000358691A JP 2000358691 A JP2000358691 A JP 2000358691A JP 2002203984 A JP2002203984 A JP 2002203984A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- photoelectric conversion
- light receiving
- wavelength
- semiconductor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 60
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 64
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 17
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 claims description 15
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 15
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 claims 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims 1
- 238000000034 method Methods 0.000 claims 1
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 6
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 abstract description 4
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 abstract description 3
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 abstract 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 abstract 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 abstract 2
- 230000002459 sustained effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 115
- 229910000530 Gallium indium arsenide Inorganic materials 0.000 description 20
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 18
- 239000010408 film Substances 0.000 description 17
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 14
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 12
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 12
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 11
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 7
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 6
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 6
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 4
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 2
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 2
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 description 2
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012792 core layer Substances 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 229910021478 group 5 element Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/08—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors
- H01L31/10—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors characterised by at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. phototransistors
- H01L31/101—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation
- H01L31/102—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by only one potential barrier or surface barrier
- H01L31/105—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by only one potential barrier or surface barrier the potential barrier being of the PIN type
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/02—Details
- H01L31/0232—Optical elements or arrangements associated with the device
- H01L31/02327—Optical elements or arrangements associated with the device the optical elements being integrated or being directly associated to the device, e.g. back reflectors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/02—Details
- H01L31/024—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 半導体受光素子において、高光入力時にも劣
化、破壊しにくい素子を提供すること。 【解決手段】 光電変換部の導波路メサ（３〜６）が熱
伝導率の高い材料であるInP層９で覆われており、か
つ、このInP層９を、光電変換部８の導波路メサの一方
の側壁側（図の左側）に充分な厚さを残し、反対側は薄
く残して除去された構造を持つ。そして、その除去され
た部分に、コンタクト電極１３が形成されている。 【効果】 光電変換部において温度上昇を抑えることが
できるため高光入力時にも劣化、破壊しにくく、かつ、
寄生抵抗も低いため高速応答特性も保たれる。
化、破壊しにくい素子を提供すること。 【解決手段】 光電変換部の導波路メサ（３〜６）が熱
伝導率の高い材料であるInP層９で覆われており、か
つ、このInP層９を、光電変換部８の導波路メサの一方
の側壁側（図の左側）に充分な厚さを残し、反対側は薄
く残して除去された構造を持つ。そして、その除去され
た部分に、コンタクト電極１３が形成されている。 【効果】 光電変換部において温度上昇を抑えることが
できるため高光入力時にも劣化、破壊しにくく、かつ、
寄生抵抗も低いため高速応答特性も保たれる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光通信システムの
受信モジュールや送受信モジュールに用いられる導波路
型等の半導体受光素子に関するものである。
受信モジュールや送受信モジュールに用いられる導波路
型等の半導体受光素子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】光通信システムの受信モジュールあるい
は送受信モジュールに用いられる半導体受光素子とし
て、導波路型半導体受光素子の研究開発が進められてい
る。従来の面入射型素子では光吸収層に対して垂直な方
向から信号光を入射するのに対し、導波路型半導体受光
素子では水平な方向から入射する。従って光吸収層を薄
く設計した場合でも導波路長を十分長くとれば高い光電
変換効率が得られる。すなわち、従来の面入射型では素
子応答特性の高速化（キャリア走行時間短縮）と光電変
換効率がトレードオフの関係であったのに対し、導波路
型半導体受光素子では両者の両立が可能となる。
は送受信モジュールに用いられる半導体受光素子とし
て、導波路型半導体受光素子の研究開発が進められてい
る。従来の面入射型素子では光吸収層に対して垂直な方
向から信号光を入射するのに対し、導波路型半導体受光
素子では水平な方向から入射する。従って光吸収層を薄
く設計した場合でも導波路長を十分長くとれば高い光電
変換効率が得られる。すなわち、従来の面入射型では素
子応答特性の高速化（キャリア走行時間短縮）と光電変
換効率がトレードオフの関係であったのに対し、導波路
型半導体受光素子では両者の両立が可能となる。
【０００３】このような高速性と高い光電変換効率の両
立という特徴に着目してして作製された導波路型半導体
受光素子としては、例えば「１９９８年７月、第３回オ
プトエレクトロニクス・アンド・コミュニケーションズ
・コンファレンス、テクニカルダイジェスト、３５４〜
３５５頁（Third Optoelectronics and Communications
Conference (OECC‘98) technical Digest, July 199
8）」にその一例が報告されている。この素子は、図１
３に示すように、半絶縁性InP基板１０１上にn+-InPク
ラッド層１０２、n+-InAlGaAsガイド層１０３（コア層
とクラッド層の中間の屈折率を有する層、層厚0.8μ
m）、i-InGaAs光吸収層１０４（層厚0.5μm）、p+-InAl
GaAsガイド層１０５（層厚0.1μm）、p+-InPクラッド層
１０６、p+-InGaAsコンタクト層１０７からなる導波路
メサを形成し、その表面に窒化シリコン膜１０８を形成
した構造となっている。そして、p+-InGaAsコンタクト
層１０７上とn+-InPクラッド層１０２上の一部の窒化シ
リコン膜１０８を除去し、そこにｐ側電極１０９とｎ側
電極１１０を形成している。この導波路型受光素子で
は、ｎ側電極を導波路メサの側面近くのn+-InPクラッド
層１０２上に直接形成していることにより素子の寄生抵
抗を低く抑えることができる。そして、光吸収層１０４
の層厚を0.5μmと薄く設計することで、3dBダウンの遮
断周波数が４０GHz以上と高速応答が得られ、同時に、
導波路型素子構造を採用していることにより７７％とい
う高い光電変換効率（外部量子効率）が得られている。
立という特徴に着目してして作製された導波路型半導体
受光素子としては、例えば「１９９８年７月、第３回オ
プトエレクトロニクス・アンド・コミュニケーションズ
・コンファレンス、テクニカルダイジェスト、３５４〜
３５５頁（Third Optoelectronics and Communications
Conference (OECC‘98) technical Digest, July 199
8）」にその一例が報告されている。この素子は、図１
３に示すように、半絶縁性InP基板１０１上にn+-InPク
ラッド層１０２、n+-InAlGaAsガイド層１０３（コア層
とクラッド層の中間の屈折率を有する層、層厚0.8μ
m）、i-InGaAs光吸収層１０４（層厚0.5μm）、p+-InAl
GaAsガイド層１０５（層厚0.1μm）、p+-InPクラッド層
１０６、p+-InGaAsコンタクト層１０７からなる導波路
メサを形成し、その表面に窒化シリコン膜１０８を形成
した構造となっている。そして、p+-InGaAsコンタクト
層１０７上とn+-InPクラッド層１０２上の一部の窒化シ
リコン膜１０８を除去し、そこにｐ側電極１０９とｎ側
電極１１０を形成している。この導波路型受光素子で
は、ｎ側電極を導波路メサの側面近くのn+-InPクラッド
層１０２上に直接形成していることにより素子の寄生抵
抗を低く抑えることができる。そして、光吸収層１０４
の層厚を0.5μmと薄く設計することで、3dBダウンの遮
断周波数が４０GHz以上と高速応答が得られ、同時に、
導波路型素子構造を採用していることにより７７％とい
う高い光電変換効率（外部量子効率）が得られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の導波路型半導体
受光素子では、素子抵抗を低く抑えることができるもの
の、導波路メサが薄い窒化シリコン膜にて直接被覆され
て露出して形成されているため放熱性が悪く、高いパワ
ーの光が入射されたときに素子が劣化、破壊しやすいと
いう問題があった。本発明の目的は、素子抵抗を低く維
持したまま、高いパワーの光が入射した場合であって
も、素子が劣化、破壊することがないようにして、高速
で信頼性の高い導波路型半導体受光素子を提供できるよ
うにすることである。
受光素子では、素子抵抗を低く抑えることができるもの
の、導波路メサが薄い窒化シリコン膜にて直接被覆され
て露出して形成されているため放熱性が悪く、高いパワ
ーの光が入射されたときに素子が劣化、破壊しやすいと
いう問題があった。本発明の目的は、素子抵抗を低く維
持したまま、高いパワーの光が入射した場合であって
も、素子が劣化、破壊することがないようにして、高速
で信頼性の高い導波路型半導体受光素子を提供できるよ
うにすることである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明によれば、半導体基板上に、バンドギャッ
プ波長が入射光波長と等しいかこれより長い光吸収層を
含む光電変換部が導波路としてメサ状に形成され、か
つ、この導波路メサがバンドギャップ波長が入射光波長
よりも短い半導体からなる埋め込み層で覆われている導
波路型受光素子において、前記導波路メサの一方の側壁
においては前記埋め込み層が該導波路メサの一方の側壁
を薄く覆う部分を残して除去されており、その除去され
た部分にコンタクト電極が形成されていることを特徴と
する導波路型半導体受光素子、が提供される。
めに、本発明によれば、半導体基板上に、バンドギャッ
プ波長が入射光波長と等しいかこれより長い光吸収層を
含む光電変換部が導波路としてメサ状に形成され、か
つ、この導波路メサがバンドギャップ波長が入射光波長
よりも短い半導体からなる埋め込み層で覆われている導
波路型受光素子において、前記導波路メサの一方の側壁
においては前記埋め込み層が該導波路メサの一方の側壁
を薄く覆う部分を残して除去されており、その除去され
た部分にコンタクト電極が形成されていることを特徴と
する導波路型半導体受光素子、が提供される。
【０００６】また、上記の目的を達成するために、本発
明によれば、半導体基板上に、バンドギャップ波長が入
射光波長と等しいかこれより長い光吸収層を含む光電変
換部が導波路としてメサ状に形成され、かつ、この導波
路メサがバンドギャップ波長が入射光波長よりも短い半
導体からなる埋め込み層で覆われている導波路型受光素
子において、前記導波路メサの前方領域の側方において
は前記埋め込み層が除去されずに残っており、かつ、こ
の前方領域よりも後方の領域においては前記埋め込み層
が該導波路メサの側壁を薄く覆う部分を残して除去され
ており、その除去された部分にコンタクト電極が形成さ
れていることを特徴とする導波路型半導体受光素子、が
提供される。
明によれば、半導体基板上に、バンドギャップ波長が入
射光波長と等しいかこれより長い光吸収層を含む光電変
換部が導波路としてメサ状に形成され、かつ、この導波
路メサがバンドギャップ波長が入射光波長よりも短い半
導体からなる埋め込み層で覆われている導波路型受光素
子において、前記導波路メサの前方領域の側方において
は前記埋め込み層が除去されずに残っており、かつ、こ
の前方領域よりも後方の領域においては前記埋め込み層
が該導波路メサの側壁を薄く覆う部分を残して除去され
ており、その除去された部分にコンタクト電極が形成さ
れていることを特徴とする導波路型半導体受光素子、が
提供される。
【０００７】また、上記の目的を達成するために、本発
明によれば、半導体基板上に、バンドギャップ波長が入
射光波長と等しいかこれより長い光吸収層を含む光電変
換部が導波路としてメサ状に形成され、かつ、この導波
路メサがバンドギャップ波長が入射光波長よりも短い半
導体からなる埋め込み層で覆われている導波路型の半導
体受光素子において、前記導波路メサの後端において、
後端面に接する若しくは後端面から一定距離をおいた前
記埋め込み層が除去されており、その除去された端面に
反射光を前記光電変換部に再び入射させる反射ミラーが
形成されていることを特徴とする半導体受光素子、が提
供される。
明によれば、半導体基板上に、バンドギャップ波長が入
射光波長と等しいかこれより長い光吸収層を含む光電変
換部が導波路としてメサ状に形成され、かつ、この導波
路メサがバンドギャップ波長が入射光波長よりも短い半
導体からなる埋め込み層で覆われている導波路型の半導
体受光素子において、前記導波路メサの後端において、
後端面に接する若しくは後端面から一定距離をおいた前
記埋め込み層が除去されており、その除去された端面に
反射光を前記光電変換部に再び入射させる反射ミラーが
形成されていることを特徴とする半導体受光素子、が提
供される。
【０００８】また、上記の目的を達成するために、本発
明によれば、半導体基板上に、バンドギャップ波長が入
射光波長と等しいかこれより長い光吸収層を含む光電変
換部が導波路としてメサ状に形成されている導波路型の
半導体受光素子において、一方の電極が、前記光電変換
部の上部全体を覆って形成されると共に該光電変換部の
上部からその外部に引き出されており、かつ、前記一方
の電極は前記光電変換部の上部でその膜厚が他の部分よ
りも厚く形成されていることを特徴とする半導体受光素
子、が提供される。
明によれば、半導体基板上に、バンドギャップ波長が入
射光波長と等しいかこれより長い光吸収層を含む光電変
換部が導波路としてメサ状に形成されている導波路型の
半導体受光素子において、一方の電極が、前記光電変換
部の上部全体を覆って形成されると共に該光電変換部の
上部からその外部に引き出されており、かつ、前記一方
の電極は前記光電変換部の上部でその膜厚が他の部分よ
りも厚く形成されていることを特徴とする半導体受光素
子、が提供される。
【０００９】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て、実施例に則して図面を参照して詳細に説明する。 ［第一の実施例］図１は、本発明の第一の実施例の平面
図であり、図２、図３は、それぞれ図１中のA-A'、B-B'
線での断面図である。本実施例の結晶層構造は、半絶縁
性InP基板１上に、n+-InPクラッド層２、n+-InGaAsPガ
イド層３（波長組成1.3μm）、i-InGaAs光吸収層４（層
厚0.5μm）、p+-InGaAsPガイド層５（波長組成1.3μ
m）、p+-InPクラッド層６、p+-InGaAsコンタクト層７が
順次積層されたものである。そして、図２、図３に示す
ように、深さの異なる複数回のエッチング工程により、
半絶縁性InP基板１が露出するまでエッチングした領
域、n+-InPクラッド層２が露出するまでエッチングした
領域、および、エッチングを施さず、p+-InGaAsコンタ
クト層７が残った領域が形成されている。このp+-InGaA
sコンタクト層７が残った領域が、入射光を光電変換す
る光電変換部８である。ここで、光電変換部８の長さ
（図２で示した方向の寸法）は、２０μmである。さら
に、このメサ構造を囲むように、FeドープInP層９が形
成されている。ここで、図３に示すように、このFeドー
プInP層９は、光電変換部８の片側（図３では左側）に
充分な厚さが残されており、反対側は光電変換部８に接
する部分のみ薄く残して、後はn+-InPクラッド層２が露
出するまでエッチング除去されている。
て、実施例に則して図面を参照して詳細に説明する。 ［第一の実施例］図１は、本発明の第一の実施例の平面
図であり、図２、図３は、それぞれ図１中のA-A'、B-B'
線での断面図である。本実施例の結晶層構造は、半絶縁
性InP基板１上に、n+-InPクラッド層２、n+-InGaAsPガ
イド層３（波長組成1.3μm）、i-InGaAs光吸収層４（層
厚0.5μm）、p+-InGaAsPガイド層５（波長組成1.3μ
m）、p+-InPクラッド層６、p+-InGaAsコンタクト層７が
順次積層されたものである。そして、図２、図３に示す
ように、深さの異なる複数回のエッチング工程により、
半絶縁性InP基板１が露出するまでエッチングした領
域、n+-InPクラッド層２が露出するまでエッチングした
領域、および、エッチングを施さず、p+-InGaAsコンタ
クト層７が残った領域が形成されている。このp+-InGaA
sコンタクト層７が残った領域が、入射光を光電変換す
る光電変換部８である。ここで、光電変換部８の長さ
（図２で示した方向の寸法）は、２０μmである。さら
に、このメサ構造を囲むように、FeドープInP層９が形
成されている。ここで、図３に示すように、このFeドー
プInP層９は、光電変換部８の片側（図３では左側）に
充分な厚さが残されており、反対側は光電変換部８に接
する部分のみ薄く残して、後はn+-InPクラッド層２が露
出するまでエッチング除去されている。
【００１０】さらに、図２に示すように、FeドープInP
層９は、光電変換部８の後部においてもエッチング除去
され、溝が形成されている。この溝の光電変換部８側の
側壁が、後に説明する反射ミラー１０である。そして、
図２、図３に示すように、素子表面を覆うように窒化シ
リコン膜１１が形成されている。さらに、窒化シリコン
膜１１の一部が除去され、光電変換部８の上部にはｐ側
電極としてのAuZnアロイ電極１２が、n+-InPクラッド層
２が露出した領域上にはｎ側電極としてのAuGeNiアロイ
電極１３が形成されている。そして、図２、図３に示す
ように、AuZnアロイ電極１２、AuGeNiアロイ電極１３を
拡大、延長する形態にてTiPtAu電極１４ａ、１４ｂが形
成され、さらに、図１、図２、図３に示すようにこれら
のTiPtAu電極上に、これを補強する形でAuメッキ電極１
５ａ、１５ｂ（層厚１μm）が形成されている。そし
て、光電変換部８の上部に層厚５μm のAuメッキ膜から
なる放熱電極１６が形成されている。さらに、素子の入
射端面に反射防止膜として窒化シリコン膜１７が形成さ
れている。
層９は、光電変換部８の後部においてもエッチング除去
され、溝が形成されている。この溝の光電変換部８側の
側壁が、後に説明する反射ミラー１０である。そして、
図２、図３に示すように、素子表面を覆うように窒化シ
リコン膜１１が形成されている。さらに、窒化シリコン
膜１１の一部が除去され、光電変換部８の上部にはｐ側
電極としてのAuZnアロイ電極１２が、n+-InPクラッド層
２が露出した領域上にはｎ側電極としてのAuGeNiアロイ
電極１３が形成されている。そして、図２、図３に示す
ように、AuZnアロイ電極１２、AuGeNiアロイ電極１３を
拡大、延長する形態にてTiPtAu電極１４ａ、１４ｂが形
成され、さらに、図１、図２、図３に示すようにこれら
のTiPtAu電極上に、これを補強する形でAuメッキ電極１
５ａ、１５ｂ（層厚１μm）が形成されている。そし
て、光電変換部８の上部に層厚５μm のAuメッキ膜から
なる放熱電極１６が形成されている。さらに、素子の入
射端面に反射防止膜として窒化シリコン膜１７が形成さ
れている。
【００１１】次に、第一の実施例の動作、効果について
説明する。本実施例と図１２に示した従来の導波路型受
光素子と異なる点は、まず、従来の受光素子では導波路
メサが直接窒化シリコン膜で覆われた構造であるのに対
し、本実施例の導波路メサ（光電変換部８）はFeドープ
InP層９で周囲が覆われている点である。本実施例のFe
ドープInP層９は、従来例において導波路メサを覆って
いた窒化シリコン膜、及びその外側の空気と比較して熱
伝導率が極めて高いので放熱性がよく、素子にハイパワ
ー光が入射した場合にも温度上昇が少なく、素子が劣
化、破壊しにくいという効果が得られる。また、本実施
例のFeドープInP層９は、光電変換部８の片側（図３で
は左側）に充分な厚さが残されており、反対側は光電変
換部８に接する部分のみ薄く残して、後はn+-InPクラッ
ド層２が露出するまでエッチング除去され、導波路メサ
（光電変換部８）のごく近くにAuGeNiアロイ電極１３が
形成されているため、上記の放熱のよさを保ったまま、
素子抵抗を低くすることができ、応答速度の速い素子が
得られる。
説明する。本実施例と図１２に示した従来の導波路型受
光素子と異なる点は、まず、従来の受光素子では導波路
メサが直接窒化シリコン膜で覆われた構造であるのに対
し、本実施例の導波路メサ（光電変換部８）はFeドープ
InP層９で周囲が覆われている点である。本実施例のFe
ドープInP層９は、従来例において導波路メサを覆って
いた窒化シリコン膜、及びその外側の空気と比較して熱
伝導率が極めて高いので放熱性がよく、素子にハイパワ
ー光が入射した場合にも温度上昇が少なく、素子が劣
化、破壊しにくいという効果が得られる。また、本実施
例のFeドープInP層９は、光電変換部８の片側（図３で
は左側）に充分な厚さが残されており、反対側は光電変
換部８に接する部分のみ薄く残して、後はn+-InPクラッ
ド層２が露出するまでエッチング除去され、導波路メサ
（光電変換部８）のごく近くにAuGeNiアロイ電極１３が
形成されているため、上記の放熱のよさを保ったまま、
素子抵抗を低くすることができ、応答速度の速い素子が
得られる。
【００１２】また、本実施例のFeドープInP層９は、光
電変換部８の後部においてもエッチング除去され、溝が
形成されており、この溝の光電変換部８に接する側壁
が、反射ミラー１０として機能する。すなわち、従来
は、入射光の全パワーのうち光電変換部８で吸収しきれ
なかったパワー成分は、そのまま光電変換部の後端から
放射され損失となったが、本実施例では、反射ミラー１
０により光電変換部８で変換しきれなかったパワー成分
が反射されており返され、光電変換部８で吸収される。
電変換部８の後部においてもエッチング除去され、溝が
形成されており、この溝の光電変換部８に接する側壁
が、反射ミラー１０として機能する。すなわち、従来
は、入射光の全パワーのうち光電変換部８で吸収しきれ
なかったパワー成分は、そのまま光電変換部の後端から
放射され損失となったが、本実施例では、反射ミラー１
０により光電変換部８で変換しきれなかったパワー成分
が反射されており返され、光電変換部８で吸収される。
【００１３】したがって、従来よりも光電変換効率が高
まり、高感度な素子が得られる。また、本実施例では、
光電変換部８の上部に層厚5μm のＡｕメッキ膜からな
る放熱電極１６が形成されている。Ａｕは熱伝導率が極
めて高い材料であるため、光電変換部８からの放熱性が
高くなり、素子にハイパワー光を入射した場合にも温度
上昇が少なく、素子が劣化、破壊しにくいという効果が
得られる。なお、第一の実施例では放熱電極１６の材料
としてＡｕを用いた例を示したが、Ａｕに限らず、Ｃｕ
など、熱伝導率の高い他の材料であっても同様の効果が
得られる。
まり、高感度な素子が得られる。また、本実施例では、
光電変換部８の上部に層厚5μm のＡｕメッキ膜からな
る放熱電極１６が形成されている。Ａｕは熱伝導率が極
めて高い材料であるため、光電変換部８からの放熱性が
高くなり、素子にハイパワー光を入射した場合にも温度
上昇が少なく、素子が劣化、破壊しにくいという効果が
得られる。なお、第一の実施例では放熱電極１６の材料
としてＡｕを用いた例を示したが、Ａｕに限らず、Ｃｕ
など、熱伝導率の高い他の材料であっても同様の効果が
得られる。
【００１４】［第二の実施例］図４は、本発明の第二の
実施例の平面図であり、図５、図６、図７は、それぞれ
図４中のA-A'、B-B'、C-C'線での断面図である。第二の
実施例が第一の実施例と異なる点は、図６に示すよう
に、入射端面から後方に離れた部位においてはAuGeNiア
ロイ電極１３が光電変換部８の両側に形成され、AuGeNi
アロイ電極１３からTiPtAu電極１４ｂ、１４ｃとAuメッ
キ電極１５ｂ、１５ｃが導波路メサの両側に引き出され
る一方、入射端面近傍では、図７に示すように、光電変
換部８の両側にFeドープInP層９がエッチングされずに
残されている点と、図４、図５に示すように、AuZnアロ
イ電極１２から引き出されたTiPtAu電極１４ａとAuメッ
キ電極１５ａとが反射ミラー１０を形成するための溝を
越えて光電変換部の後方に延在している点である。な
お、ここで、反射ミラー用の溝の上部のTiPtAu電極１４
ａとAuメッキ電極１５ａは、橋渡し状の構造、すなわち
いわゆるエアブリッジ構造となっている。それ以外の、
素子の基本的な構成については第一の実施例と同様であ
る。
実施例の平面図であり、図５、図６、図７は、それぞれ
図４中のA-A'、B-B'、C-C'線での断面図である。第二の
実施例が第一の実施例と異なる点は、図６に示すよう
に、入射端面から後方に離れた部位においてはAuGeNiア
ロイ電極１３が光電変換部８の両側に形成され、AuGeNi
アロイ電極１３からTiPtAu電極１４ｂ、１４ｃとAuメッ
キ電極１５ｂ、１５ｃが導波路メサの両側に引き出され
る一方、入射端面近傍では、図７に示すように、光電変
換部８の両側にFeドープInP層９がエッチングされずに
残されている点と、図４、図５に示すように、AuZnアロ
イ電極１２から引き出されたTiPtAu電極１４ａとAuメッ
キ電極１５ａとが反射ミラー１０を形成するための溝を
越えて光電変換部の後方に延在している点である。な
お、ここで、反射ミラー用の溝の上部のTiPtAu電極１４
ａとAuメッキ電極１５ａは、橋渡し状の構造、すなわち
いわゆるエアブリッジ構造となっている。それ以外の、
素子の基本的な構成については第一の実施例と同様であ
る。
【００１５】次に、第二の実施例の動作、効果を説明す
る。一般に導波路型半導体受光素子に光を入射すると、
その光吸収は入射端面近傍に集中し、したがって発熱量
も入射端面近傍が特に大きい。これに対して第二の実施
例では、図７に示すように、入射端面近傍において光電
変換部８の両側にFeドープInP層９がエッチングされず
に残されており、特に発熱の大きい部位の放熱性が向上
しているので、ハイパワー光が入射された場合にも素子
が劣化、破壊しにくいという効果が得られる。さらに、
入射端部よりも後方の、比較的発熱の小さい部位につい
ては、図６に示すように、導波路メサ（光電変換部８）
の両側にAuGeNiアロイ電極１３が形成されているため、
上記の放熱のよさを保ったまま、素子抵抗を低く抑える
ことができ、応答速度の速い素子が得られる。
る。一般に導波路型半導体受光素子に光を入射すると、
その光吸収は入射端面近傍に集中し、したがって発熱量
も入射端面近傍が特に大きい。これに対して第二の実施
例では、図７に示すように、入射端面近傍において光電
変換部８の両側にFeドープInP層９がエッチングされず
に残されており、特に発熱の大きい部位の放熱性が向上
しているので、ハイパワー光が入射された場合にも素子
が劣化、破壊しにくいという効果が得られる。さらに、
入射端部よりも後方の、比較的発熱の小さい部位につい
ては、図６に示すように、導波路メサ（光電変換部８）
の両側にAuGeNiアロイ電極１３が形成されているため、
上記の放熱のよさを保ったまま、素子抵抗を低く抑える
ことができ、応答速度の速い素子が得られる。
【００１６】［第三の実施例］図８は、本発明の第三の
実施例を示す平面図であり、図９、図１０は、それぞれ
図８中のA-A'、B-B'線での断面図である。第三の実施例
の第一の実施例と異なる点は、第三の実施例では図９に
示すように、 p+-InGaAsP ガイド層（５）が削除されて
いる点と、光電変換部８の前方において、p+-InGaAsコ
ンタクト層７、p +-InPクラッド層６およびi-InGaAs光吸
収層４がエッチングされる一方でn+-InGaAsPガイド層３
がエッチングされずに残されており、そのエッチングさ
れずに残されたn+-InGaAsPガイド層３上のみにFeドープ
InP層９が形成されている点であって、それ以外の素子
構成は第一の実施例と同様である。本実施例は、入射光
はn+-InGaAsPガイド層３に入射される形態、即ちいわゆ
る装荷型構造の素子となっている。
実施例を示す平面図であり、図９、図１０は、それぞれ
図８中のA-A'、B-B'線での断面図である。第三の実施例
の第一の実施例と異なる点は、第三の実施例では図９に
示すように、 p+-InGaAsP ガイド層（５）が削除されて
いる点と、光電変換部８の前方において、p+-InGaAsコ
ンタクト層７、p +-InPクラッド層６およびi-InGaAs光吸
収層４がエッチングされる一方でn+-InGaAsPガイド層３
がエッチングされずに残されており、そのエッチングさ
れずに残されたn+-InGaAsPガイド層３上のみにFeドープ
InP層９が形成されている点であって、それ以外の素子
構成は第一の実施例と同様である。本実施例は、入射光
はn+-InGaAsPガイド層３に入射される形態、即ちいわゆ
る装荷型構造の素子となっている。
【００１７】次に、第三の実施例の動作、効果について
説明する。第三の実施例では、入射光は、まずn+-InGaA
sPガイド層３に入射され、光電変換部８まで導波された
後、i-InGaAs光吸収層４へ下層から沁み込むようにして
侵入し光電変換される。したがって、i-InGaAs光吸収層
４への光の入射の仕方がいわば間接的であり、第一の実
施例と比較して、入射端部への光電流集中が緩和され、
よりハイパワーな光が入射された場合であっても素子が
劣化、破壊しにくいという効果が得られる。この他、第
一の実施例の効果として前述した効果は、第三の実施例
においても全て同様に得られる。なお、以上説明した第
三の実施例は、装荷型構造の素子に第一の実施例の構造
を適用した例であるが、同様に、第二の実施例を適用す
ることも可能であり、同様の効果が得られる。
説明する。第三の実施例では、入射光は、まずn+-InGaA
sPガイド層３に入射され、光電変換部８まで導波された
後、i-InGaAs光吸収層４へ下層から沁み込むようにして
侵入し光電変換される。したがって、i-InGaAs光吸収層
４への光の入射の仕方がいわば間接的であり、第一の実
施例と比較して、入射端部への光電流集中が緩和され、
よりハイパワーな光が入射された場合であっても素子が
劣化、破壊しにくいという効果が得られる。この他、第
一の実施例の効果として前述した効果は、第三の実施例
においても全て同様に得られる。なお、以上説明した第
三の実施例は、装荷型構造の素子に第一の実施例の構造
を適用した例であるが、同様に、第二の実施例を適用す
ることも可能であり、同様の効果が得られる。
【００１８】［第四の実施例］図１１は、本発明の第四
の実施例を示す断面図であって、これは、第三の実施例
における図９に対応する図である。第四の実施例が第三
の実施例と異なる点は、n+-InGaAsPガイド層３（波長組
成1.3μm）の下層に、n+-InAlGaAs第二ガイド層１９
（波長組成1.2μm）、n+-InAlGaAs第三ガイド層１８
（波長組成1.1μm）、が形成されている点である。これ
以外の基本的な素子構成は第三の実施例と同様である。
の実施例を示す断面図であって、これは、第三の実施例
における図９に対応する図である。第四の実施例が第三
の実施例と異なる点は、n+-InGaAsPガイド層３（波長組
成1.3μm）の下層に、n+-InAlGaAs第二ガイド層１９
（波長組成1.2μm）、n+-InAlGaAs第三ガイド層１８
（波長組成1.1μm）、が形成されている点である。これ
以外の基本的な素子構成は第三の実施例と同様である。
【００１９】次に、第四の実施例の動作、効果について
説明する。第四の実施例においてはn+-InGaAsPガイド層
３（波長組成1.3μm）の下層に、n+-InAlGaAs第二ガイ
ド層１９（波長組成1.2μm）、n+-InAlGaAs第三ガイド
層１８（波長組成1.1μm）が形成されており、i-InGaAs
光吸収層４に近いガイド層ほど波長組成が長い、すなわ
ち、屈折率が高い構造となっている。したがって、ガイ
ド層中を導波する光は、より屈折率の高い方、すなわち
i-InGaAs光吸収層４に近い方へと導かれ、光電変換部８
においてより効率のよい光電変換が行われ、高感度な素
子が得られる。さらにここで、i-InGaAs光吸収層４に接
する部分のガイド層は、InGaAsPで形成され、その他の
ガイド層はInAlGaAsで構成されていることにより、暗電
流が少ない素子が容易に作製できるという効果が得られ
る。その理由を以下に説明する。InAlGaAsは、化学的反
応性の高いAlを含むため、FeドープInP層９を形成する
ときに、FeドープInPとInAlGaAsとの界面に酸化物等が
残り易く、界面近傍のFeドープInPの結晶品質が劣化し
易い。従って、素子動作時に電界がかかる部分、すなわ
ちi-InGaAs光吸収層４に近い部分にInAlGaAsが存在する
と、この結晶品質劣化の影響により、素子の暗電流が増
加するという問題が起こる。この問題に対し、第四の実
施例ではi-InGaAs光吸収層４に接する部分のガイド層は
Alを含まないInGaAsPで形成されているので暗電流増加
が起こりにくい。一方、InGaAsPは、V族元素がAsとPの
２種類含まれるため、組成制御が難しく、組成の異なる
InGaAsPを複数積層しようとした場合、格子定数のずれ
により結晶品質の劣化が起こり、やはり暗電流の増加が
起こり易い。この問題に対し、第四の実施例では組成の
異なる層を積層する部分には、V族元素をAsしか含まず
組成制御が比較的容易なInAlGaAsを用いているので暗電
流増加が起こりにくい。
説明する。第四の実施例においてはn+-InGaAsPガイド層
３（波長組成1.3μm）の下層に、n+-InAlGaAs第二ガイ
ド層１９（波長組成1.2μm）、n+-InAlGaAs第三ガイド
層１８（波長組成1.1μm）が形成されており、i-InGaAs
光吸収層４に近いガイド層ほど波長組成が長い、すなわ
ち、屈折率が高い構造となっている。したがって、ガイ
ド層中を導波する光は、より屈折率の高い方、すなわち
i-InGaAs光吸収層４に近い方へと導かれ、光電変換部８
においてより効率のよい光電変換が行われ、高感度な素
子が得られる。さらにここで、i-InGaAs光吸収層４に接
する部分のガイド層は、InGaAsPで形成され、その他の
ガイド層はInAlGaAsで構成されていることにより、暗電
流が少ない素子が容易に作製できるという効果が得られ
る。その理由を以下に説明する。InAlGaAsは、化学的反
応性の高いAlを含むため、FeドープInP層９を形成する
ときに、FeドープInPとInAlGaAsとの界面に酸化物等が
残り易く、界面近傍のFeドープInPの結晶品質が劣化し
易い。従って、素子動作時に電界がかかる部分、すなわ
ちi-InGaAs光吸収層４に近い部分にInAlGaAsが存在する
と、この結晶品質劣化の影響により、素子の暗電流が増
加するという問題が起こる。この問題に対し、第四の実
施例ではi-InGaAs光吸収層４に接する部分のガイド層は
Alを含まないInGaAsPで形成されているので暗電流増加
が起こりにくい。一方、InGaAsPは、V族元素がAsとPの
２種類含まれるため、組成制御が難しく、組成の異なる
InGaAsPを複数積層しようとした場合、格子定数のずれ
により結晶品質の劣化が起こり、やはり暗電流の増加が
起こり易い。この問題に対し、第四の実施例では組成の
異なる層を積層する部分には、V族元素をAsしか含まず
組成制御が比較的容易なInAlGaAsを用いているので暗電
流増加が起こりにくい。
【００２０】［第五の実施例］図１２は本発明の第五の
実施例を示す断面図であって、これは第四の実施例にお
ける図１１に対応する図である。第五の実施例が第四の
実施例と異なる点は、FeドープInP層９の層厚が薄く、
素子の半導体表面を覆うような形で形成されている点で
ある。このような構造は、図１３の従来の実施例におけ
る窒化シリコン膜１０８の替わりにFeドープInP層９の
薄膜を用いた構造とみなすことができ、一般に、エピパ
ッシベーション構造、と呼ばれている構造である。これ
以外の基本的な素子構成は第三の実施例と同様である。
実施例を示す断面図であって、これは第四の実施例にお
ける図１１に対応する図である。第五の実施例が第四の
実施例と異なる点は、FeドープInP層９の層厚が薄く、
素子の半導体表面を覆うような形で形成されている点で
ある。このような構造は、図１３の従来の実施例におけ
る窒化シリコン膜１０８の替わりにFeドープInP層９の
薄膜を用いた構造とみなすことができ、一般に、エピパ
ッシベーション構造、と呼ばれている構造である。これ
以外の基本的な素子構成は第三の実施例と同様である。
【００２１】次に、第五の実施例の動作、効果について
説明する。第五の実施例においてはFeドープInP層９の
層厚が薄いため、放熱性によるハイパワー光入射時の温
度上昇抑制効果は小さいものの、図１３の従来の実施例
における窒化シリコン膜１０８と比較してFeドープInP
層９は長期的に安定な材料であり、素子の長期信頼性が
向上するという効果が得られる。ここで、i-InGaAs光吸
収層４に接する部分のガイド層は、InGaAsPで形成さ
れ、その他のガイド層はInAlGaAsで構成されていること
により、暗電流が少ない素子が容易に作製できるという
効果、及びその理由については第四の実施例と同様であ
る。
説明する。第五の実施例においてはFeドープInP層９の
層厚が薄いため、放熱性によるハイパワー光入射時の温
度上昇抑制効果は小さいものの、図１３の従来の実施例
における窒化シリコン膜１０８と比較してFeドープInP
層９は長期的に安定な材料であり、素子の長期信頼性が
向上するという効果が得られる。ここで、i-InGaAs光吸
収層４に接する部分のガイド層は、InGaAsPで形成さ
れ、その他のガイド層はInAlGaAsで構成されていること
により、暗電流が少ない素子が容易に作製できるという
効果、及びその理由については第四の実施例と同様であ
る。
【００２２】上記の第四の実施例においては、第三の実
施例におけるガイド層がn+-InGaAsPガイド層３、n+-InA
lGaAs第二ガイド層１９、n+-InAlGaAs第三ガイド層１８
からなる多層構造である例を示したが、第一、第二の実
施例におけるn+-InGaAsPガイド層３、あるいはp+-InGaA
sPガイド層５に同様の多層構造を導入した場合にも同様
の効果が得られる。また、上記の第一、第二、第三、第
四、第五の実施例では、光電変換部の構造がそれぞれい
わゆるpinフォトダイオード構造である場合を説明した
が、これらに限らず、アバランシェフォトダイオード構
造や、ショットキーフォトダイオード構造など他のフォ
トダイオード構造であっても同様の効果が得られる。ま
た、各実施例では、光電変換部と反射ミラーとの間に
は、FeドープInP層９が介在していたが、これを介する
ことなく光電変換部の後端面に直接的に反射ミラーを形
成するようにしてもよい。
施例におけるガイド層がn+-InGaAsPガイド層３、n+-InA
lGaAs第二ガイド層１９、n+-InAlGaAs第三ガイド層１８
からなる多層構造である例を示したが、第一、第二の実
施例におけるn+-InGaAsPガイド層３、あるいはp+-InGaA
sPガイド層５に同様の多層構造を導入した場合にも同様
の効果が得られる。また、上記の第一、第二、第三、第
四、第五の実施例では、光電変換部の構造がそれぞれい
わゆるpinフォトダイオード構造である場合を説明した
が、これらに限らず、アバランシェフォトダイオード構
造や、ショットキーフォトダイオード構造など他のフォ
トダイオード構造であっても同様の効果が得られる。ま
た、各実施例では、光電変換部と反射ミラーとの間に
は、FeドープInP層９が介在していたが、これを介する
ことなく光電変換部の後端面に直接的に反射ミラーを形
成するようにしてもよい。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明による導波
路型半導体受光素子は、光電変換部の導波路メサがFeド
ープInP層等の熱伝導率の高い材料にて覆われたもので
あるので、あるいは光電変換部の導波路メサ上に厚い放
熱電極が形成されたものであるので、放熱性が高く、素
子にハイパワー光が入射された場合であっても温度上昇
が少なく、素子の劣化、破壊が起こりにくいという効果
が得られる。さらに、導波路メサを埋め込んだFeドープ
InP層等の埋め込み層は、光電変換部８の片側に充分な
厚さを残して、反対側は光電変換部８に接する部分のみ
薄く残してエッチング除去され、そこに直接AuGeNiアロ
イ電極１３が形成されているため、上記の放熱性のよさ
を維持したまま、素子の寄生抵抗を低く抑えることがで
き、応答速度の速い素子が得られる。
路型半導体受光素子は、光電変換部の導波路メサがFeド
ープInP層等の熱伝導率の高い材料にて覆われたもので
あるので、あるいは光電変換部の導波路メサ上に厚い放
熱電極が形成されたものであるので、放熱性が高く、素
子にハイパワー光が入射された場合であっても温度上昇
が少なく、素子の劣化、破壊が起こりにくいという効果
が得られる。さらに、導波路メサを埋め込んだFeドープ
InP層等の埋め込み層は、光電変換部８の片側に充分な
厚さを残して、反対側は光電変換部８に接する部分のみ
薄く残してエッチング除去され、そこに直接AuGeNiアロ
イ電極１３が形成されているため、上記の放熱性のよさ
を維持したまま、素子の寄生抵抗を低く抑えることがで
き、応答速度の速い素子が得られる。
【図１】 本発明の第一の実施例を示す平面図。
【図２】 図１のＡ−Ａ′線の断面図。
【図３】 図１のＢ−Ｂ′線の断面図。
【図４】 本発明の第二の実施例を示す平面図。
【図５】 図４のＡ−Ａ′線の断面図。
【図６】 図４のＢ−Ｂ′線の断面図。
【図７】 図４のＣ−Ｃ′線の断面図。
【図８】 本発明の第三の実施例を示す平面図。
【図９】 図８のＡ−Ａ′線の断面図。
【図１０】 図８のＢ−Ｂ′線の断面図。
【図１１】 本発明の第四の実施例を示す断面図。
【図１２】 本発明の第五の実施例を示す断面図。
【図１３】 従来例の断面図。
１ 半絶縁性InP基板 ２ n+-InPクラッド層 ３ n+-InGaAsPガイド層 ４ i-InGaAs光吸収層 ５ p+-InGaAsPガイド層 ６ p+-InPクラッド層 ７ p+-InGaAsコンタクト層 ８ 光電変換部 ９ FeドープInP層 １０ 反射ミラー １１ 窒化シリコン膜 １２ AuZnアロイ電極 １３ AuGeNiアロイ電極 １４ａ、１４ｂ、１４ｃ TiPtAu電極 １５ａ、１５ｂ、１５ｃ Auメッキ電極 １６ 放熱電極 １７ 窒化シリコン膜 １８ n+−InAlGaAs第三ガイド層（波長組成1.1μm） １９ n+−InAlGaAs第二ガイド層（波長組成1.2μm） １０１ 半絶縁性InP基板 １０２ n+-InPクラッド層 １０３ n+-InAlGaAsガイド層 １０４ i-InGaAs光吸収層 １０５ p+-InAlGaAsガイド層 １０６ p+-InPクラッド層 １０７ p+-InGaAsコンタクト層 １０８ 窒化シリコン膜 １０９ ｐ側電極 １１０ ｎ側電極
Claims (14)
- 【請求項１】 半導体基板上に、バンドギャップ波長が
入射光波長と等しいかこれより長い光吸収層を含む光電
変換部が導波路としてメサ状に形成され、かつ、この導
波路メサがバンドギャップ波長が入射光波長よりも短い
半導体からなる埋め込み層で覆われている導波路型の半
導体受光素子において、前記導波路メサの一方の側壁に
おいては前記埋め込み層が該導波路メサの一方の側壁を
薄く覆う部分を残して除去されており、その除去された
部分にコンタクト電極が形成されていることを特徴とす
る半導体受光素子。 - 【請求項２】 半導体基板上に、バンドギャップ波長が
入射光波長と等しいかこれより長い光吸収層を含む光電
変換部が導波路としてメサ状に形成され、かつ、この導
波路メサがバンドギャップ波長が入射光波長よりも短い
半導体からなる埋め込み層で覆われている導波路型の半
導体受光素子において、前記導波路メサの前方領域の側
方においては前記埋め込み層が除去されずに残ってお
り、かつ、この前方領域よりも後方の領域においては前
記埋め込み層が該導波路メサの側壁を薄く覆う部分を残
して除去されており、その除去された部分にコンタクト
電極が形成されていることを特徴とする半導体受光素
子。 - 【請求項３】 前記導波路メサの後端において、前記埋
め込み層が一部除去されており、その除去された端面に
反射光を前記光電変換部に再び入射させる反射ミラーが
形成されていることを特徴とする請求項１または２記載
の半導体受光素子。 - 【請求項４】 半導体基板上に、バンドギャップ波長が
入射光波長と等しいかこれより長い光吸収層を含む光電
変換部が導波路としてメサ状に形成され、かつ、この導
波路メサがバンドギャップ波長が入射光波長よりも短い
半導体からなる埋め込み層で覆われている導波路型の半
導体受光素子において、前記導波路メサの後端におい
て、前記埋め込み層が一部除去されており、その除去さ
れた端面に反射光を前記光電変換部に再び入射させる反
射ミラーが形成されていることを特徴とする半導体受光
素子。 - 【請求項５】 前記埋め込み層が、FeがドープされたIn
Pによって形成されていることを特徴とする請求項１〜
４の内の何れかに記載の半導体受光素子。 - 【請求項６】 一方の電極が、前記光電変換部の上部を
覆って形成されると共に該光電変換部の上部からその外
部に引き出されており、かつ、前記一方の電極は前記光
電変換部の上部でその膜厚が他の部分よりも厚くなされ
ていることを特徴とする請求項１〜５の内の何れかに記
載の半導体受光素子。 - 【請求項７】 半導体基板上に、バンドギャップ波長が
入射光波長と等しいかこれより長い光吸収層を含む光電
変換部が形成されている半導体受光素子において、一方
の電極が、前記光電変換部の上部を覆って形成されると
共に該光電変換部の上部からその外部に引き出されてお
り、かつ、前記一方の電極は前記光電変換部の上部でそ
の膜厚が他の部分よりも厚く形成されていることを特徴
とする半導体受光素子。 - 【請求項８】 前記光電変換部が導波路としてメサ状に
形成されていることを特徴とする請求項７記載の半導体
受光素子。 - 【請求項９】 前記光電変換部を構成する導波路メサの
表面が、コンタクト形成部および光入射端面部を除いて
FeがドープされたInP層によって被覆されていることを
特徴とする請求項８記載の半導体受光素子。 - 【請求項１０】 前記一方の電極の少なくとも上部が、
AuまたはCuで構成されていることを特徴とする請求項６
〜９の内の何れかに記載の半導体受光素子。 - 【請求項１１】 前記光電変換部には、信号光が入射さ
れる、前記半導体基板よりも屈折率が高く、かつ、バン
ドギャップ波長が入射光波長よりも短い半導体からなる
ガイド層が備えられていることを特徴とする請求項１〜
１０の内の何れかに記載の半導体受光素子。 - 【請求項１２】 前記光電変換部には、信号光が入射さ
れる、前記半導体基板よりも屈折率が高く、かつ、バン
ドギャップ波長が入射光波長よりも短い半導体からなる
ガイド層が備えられ、かつ、前記光吸収層が前記ガイド
層の一部領域上で重なり、かつ、前記ガイド層の前記信
号光が入射される端部から離れた位置に形成されている
ことを特徴とする請求項１〜１０の内の何れかに記載の
半導体受光素子。 - 【請求項１３】 前記ガイド層は、前記光吸収層に近い
側の近傍ガイド層と前記光吸収層から離れた側のバンド
ギャップ波長が前記近傍ガイド層のバンドギャップ波長
より短い遠方ガイド層とを含んで構成されており、か
つ、前記近傍および遠方ガイド層はそれぞれInGaAsP、I
nAlGaAsから形成されていることを特徴とする請求項１
１または１２記載の半導体受光素子。 - 【請求項１４】 前記遠方ガイド層は、組成の異なる複
数のInAlGaAs層によって形成され、各InAlGaAs層は前記
光吸収層から離れるにつれてそのバンドギャップギャッ
プ波長が順次短くなることを特徴とする請求項１３記載
の半導体受光素子。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000358691A JP3544352B2 (ja) | 2000-10-30 | 2000-11-27 | 半導体受光素子 |
| US09/984,571 US6737718B2 (en) | 2000-10-30 | 2001-10-30 | Semiconductor photodetector |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000329833 | 2000-10-30 | ||
| JP2000-329833 | 2000-10-30 | ||
| JP2000358691A JP3544352B2 (ja) | 2000-10-30 | 2000-11-27 | 半導体受光素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002203984A true JP2002203984A (ja) | 2002-07-19 |
| JP3544352B2 JP3544352B2 (ja) | 2004-07-21 |
Family
ID=26602996
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000358691A Expired - Fee Related JP3544352B2 (ja) | 2000-10-30 | 2000-11-27 | 半導体受光素子 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6737718B2 (ja) |
| JP (1) | JP3544352B2 (ja) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004095869A (ja) * | 2002-08-30 | 2004-03-25 | Mitsubishi Electric Corp | 受光素子および受光装置 |
| JP2004146408A (ja) * | 2002-10-21 | 2004-05-20 | Mitsubishi Electric Corp | 導波路型フォトダイオードおよびその製造方法 |
| JP2005051039A (ja) * | 2003-07-29 | 2005-02-24 | Mitsubishi Electric Corp | 導波路型受光素子 |
| JP2005072273A (ja) * | 2003-08-25 | 2005-03-17 | Mitsubishi Electric Corp | 導波路型受光素子 |
| JP2005191401A (ja) * | 2003-12-26 | 2005-07-14 | Hamamatsu Photonics Kk | 半導体受光素子 |
| JPWO2005060010A1 (ja) * | 2003-12-18 | 2007-07-12 | 日本電気株式会社 | 受光素子およびそれを用いた光受信機 |
| JP2009283854A (ja) * | 2008-05-26 | 2009-12-03 | Mitsubishi Electric Corp | 光半導体装置 |
| US7675130B2 (en) | 2008-06-27 | 2010-03-09 | Mitsubishi Electric Corporation | Waveguide photodetector |
| JP2010287623A (ja) * | 2009-06-09 | 2010-12-24 | Nec Corp | 半導体受光素子および半導体受光素子の製造方法 |
| JP2015533023A (ja) * | 2012-09-21 | 2015-11-16 | 韓國電子通信研究院Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ ａｎｄ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ | フォトミキサおよびその製造方法 |
| JP2018006478A (ja) * | 2016-06-29 | 2018-01-11 | 日本電信電話株式会社 | 導波路型半導体受光素子及び製造方法 |
| JP6881703B1 (ja) * | 2020-10-09 | 2021-06-02 | 三菱電機株式会社 | 導波路型受光素子 |
| JP7118306B1 (ja) * | 2021-10-14 | 2022-08-15 | 三菱電機株式会社 | 導波路型受光素子及び導波路型受光素子アレイ |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6525347B2 (en) * | 2001-03-12 | 2003-02-25 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Photodetector and unit mounted with photodetector |
| KR100461157B1 (ko) * | 2002-06-07 | 2004-12-13 | 한국전자통신연구원 | 병렬 광접속 모듈 및 그 제조방법 |
| JP4894752B2 (ja) * | 2005-01-28 | 2012-03-14 | 日本電気株式会社 | 半導体受光素子及びその製造方法 |
| WO2007096939A1 (ja) | 2006-02-20 | 2007-08-30 | Fujitsu Limited | 光半導体装置とその製造方法 |
| US20090277502A1 (en) * | 2006-04-14 | 2009-11-12 | Atsushi Yoshida | Solar cell, solar cell module using the solar cell and method for manufacturing the solar cell module |
| US20070262296A1 (en) * | 2006-05-11 | 2007-11-15 | Matthias Bauer | Photodetectors employing germanium layers |
| TWI419347B (zh) * | 2008-07-14 | 2013-12-11 | United Microelectronics Corp | 一種ｐｉｎ光二極體結構及其製法 |
| US7732886B2 (en) * | 2008-07-15 | 2010-06-08 | United Microelectronics Corp. | Pin photodiode structure |
| US8492699B2 (en) * | 2009-09-22 | 2013-07-23 | Intersil Americas Inc. | Photodetectors useful as ambient light sensors having an optical filter rejecting a portion of infrared light |
| GB2573576B (en) * | 2018-05-11 | 2020-06-10 | Rockley Photonics Ltd | Optoelectronic device and method of manufacturing thereof |
| US10666353B1 (en) * | 2018-11-20 | 2020-05-26 | Juniper Networks, Inc. | Normal incidence photodetector with self-test functionality |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01296663A (ja) | 1988-05-25 | 1989-11-30 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光電子集積回路 |
| JP2605911B2 (ja) | 1990-01-31 | 1997-04-30 | 日本電気株式会社 | 光変調器及び光検出器 |
| US5357122A (en) * | 1991-09-05 | 1994-10-18 | Sony Corporation | Three-dimensional optical-electronic integrated circuit device with raised sections |
| JPH05121774A (ja) | 1991-10-24 | 1993-05-18 | Nec Corp | 導波路型半導体受光素子の製造方法 |
| JPH05183185A (ja) | 1991-12-27 | 1993-07-23 | Fujitsu Ltd | 半導体光電変換装置 |
| JPH10209484A (ja) | 1997-01-22 | 1998-08-07 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 導波路型受光素子 |
| JP4043555B2 (ja) | 1997-09-04 | 2008-02-06 | 古河電気工業株式会社 | 導波路型光検出器 |
| JP3623638B2 (ja) | 1997-09-09 | 2005-02-23 | 沖電気工業株式会社 | 光半導体素子及びその製造方法 |
| JPH11112017A (ja) | 1997-09-30 | 1999-04-23 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 導波路型受光素子 |
| JPH11261100A (ja) | 1998-03-09 | 1999-09-24 | Mitsubishi Electric Corp | 光半導体装置の製造方法 |
| JP2000294882A (ja) | 1999-04-01 | 2000-10-20 | Nec Corp | 光半導体装置の製造方法 |
-
2000
- 2000-11-27 JP JP2000358691A patent/JP3544352B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2001
- 2001-10-30 US US09/984,571 patent/US6737718B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004095869A (ja) * | 2002-08-30 | 2004-03-25 | Mitsubishi Electric Corp | 受光素子および受光装置 |
| JP2004146408A (ja) * | 2002-10-21 | 2004-05-20 | Mitsubishi Electric Corp | 導波路型フォトダイオードおよびその製造方法 |
| JP2005051039A (ja) * | 2003-07-29 | 2005-02-24 | Mitsubishi Electric Corp | 導波路型受光素子 |
| JP2005072273A (ja) * | 2003-08-25 | 2005-03-17 | Mitsubishi Electric Corp | 導波路型受光素子 |
| US7031587B2 (en) | 2003-08-25 | 2006-04-18 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Waveguide type photoreceptor device with particular thickness ratio |
| JPWO2005060010A1 (ja) * | 2003-12-18 | 2007-07-12 | 日本電気株式会社 | 受光素子およびそれを用いた光受信機 |
| JP2005191401A (ja) * | 2003-12-26 | 2005-07-14 | Hamamatsu Photonics Kk | 半導体受光素子 |
| JP2009283854A (ja) * | 2008-05-26 | 2009-12-03 | Mitsubishi Electric Corp | 光半導体装置 |
| US7675130B2 (en) | 2008-06-27 | 2010-03-09 | Mitsubishi Electric Corporation | Waveguide photodetector |
| JP2010287623A (ja) * | 2009-06-09 | 2010-12-24 | Nec Corp | 半導体受光素子および半導体受光素子の製造方法 |
| JP2015533023A (ja) * | 2012-09-21 | 2015-11-16 | 韓國電子通信研究院Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ ａｎｄ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ | フォトミキサおよびその製造方法 |
| JP2018006478A (ja) * | 2016-06-29 | 2018-01-11 | 日本電信電話株式会社 | 導波路型半導体受光素子及び製造方法 |
| JP6881703B1 (ja) * | 2020-10-09 | 2021-06-02 | 三菱電機株式会社 | 導波路型受光素子 |
| WO2022074838A1 (ja) * | 2020-10-09 | 2022-04-14 | 三菱電機株式会社 | 導波路型受光素子 |
| JP7118306B1 (ja) * | 2021-10-14 | 2022-08-15 | 三菱電機株式会社 | 導波路型受光素子及び導波路型受光素子アレイ |
| WO2023062766A1 (ja) * | 2021-10-14 | 2023-04-20 | 三菱電機株式会社 | 導波路型受光素子、導波路型受光素子アレイ及び導波路型受光素子の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6737718B2 (en) | 2004-05-18 |
| US20020050622A1 (en) | 2002-05-02 |
| JP3544352B2 (ja) | 2004-07-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2002203984A (ja) | 半導体受光素子 | |
| JP5045436B2 (ja) | アバランシェフォトダイオード | |
| JPH09153638A (ja) | 導波路型半導体受光装置およびその製造方法 | |
| JP2010010450A (ja) | 導波路型受光素子 | |
| JP2008107468A (ja) | 半導体光変調器 | |
| JP2015162576A (ja) | 半導体光集積素子、半導体光集積素子を作製する方法 | |
| JP4168437B2 (ja) | 半導体受光素子 | |
| US20130207140A1 (en) | Semiconductor Optical Element Semiconductor Optical Module and Manufacturing Method Thereof | |
| JP2970575B2 (ja) | 導波路型半導体受光素子 | |
| JP4217855B2 (ja) | 半導体受光素子 | |
| JP2965139B2 (ja) | 導波路型半導体受光素子 | |
| JP7468791B1 (ja) | 導波路型受光素子 | |
| JP2743935B2 (ja) | 導波路型半導体受光素子 | |
| JP7475561B1 (ja) | 光半導体集積装置 | |
| JPS6132804A (ja) | 光導波路一体化受光素子およびその製造方法 | |
| JP3966412B2 (ja) | 半導体光素子 | |
| JP3381661B2 (ja) | 導波路型半導体受光素子及びその製造方法 | |
| JP2605911B2 (ja) | 光変調器及び光検出器 | |
| JP2671843B2 (ja) | 半導体光集積素子とその製造方法 | |
| JP7485262B2 (ja) | 光導波路型受光素子 | |
| JP4869582B2 (ja) | 半導体レーザ素子、光ディスク装置および光伝送システム | |
| JP2000353818A (ja) | 導波路型受光素子 | |
| JP2933101B2 (ja) | 半導体導波路型受光素子 | |
| JP2850985B2 (ja) | 半導体導波路型受光素子 | |
| JP2968440B2 (ja) | 半導体受光素子 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20040319 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20040401 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080416 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090416 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100416 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110416 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120416 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120416 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130416 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130416 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140416 Year of fee payment: 10 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |