JP2003163363A - 半導体受光装置 - Google Patents

半導体受光装置

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JP2003163363A JP2001364665A JP2001364665A JP2003163363A JP 2003163363 A JP2003163363 A JP 2003163363A JP 2001364665 A JP2001364665 A JP 2001364665A JP 2001364665 A JP2001364665 A JP 2001364665A JP 2003163363 A JP2003163363 A JP 2003163363A
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semiconductor element
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奈美 安岡
Haruhisa Soda
晴久 雙田
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Fujitsu Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】広帯域かつ高量子効率を実現することができ、
装置サイズを小さくすることが可能な半導体受光装置を
提供する。 【解決手段】 支持基板の表面上に、半導体素子が一列
に配列し、各々が入射光の強度に応じた電気信号を発生
する。接続用光導波路が、複数の半導体素子のうち相互
に隣り合う素子を光学的に結合させ、光が半導体素子を
前段から後段に向かって順番に通過させる。電気信号伝
送路が、半導体素子の各々に接続された一対の導体で構
成されており、半導体素子で発生した電気信号を伝搬さ
せる。電気信号伝送路の一方の導体が、相互に隣り合う
前記半導体素子の間において、支持基板の上方の空中に
支持されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体受光装置に
関し、特に広帯域光通信システムに用いられる半導体受
光装置に関する。インターネットの発展によって、より
高速の光通信システム実現に対する要求が強くなってき
ている。光通信システムには、40Gbit/s以上の
情報伝達速度が要求され、高速動作可能な半導体受光装
置が必要とされている。
【0002】
【従来の技術】図15(A)に、特開2001−127
333号公報に開示された第1の従来例による半導体受
光装置の斜視図を示し、図15(B)に、概略断面図を
示す。半絶縁性のInP基板500の表面上に、テーパ
状光導波路501が形成されている。テーパ状光導波路
501の出力端にpin型フォトダイオード502が結
合している。pin型フォトダイオード502に、n側
電極505及びp側電極506が接続されている。テー
パ状光導波路501は、入力端から出力端に近づくに従
って徐々に厚くなっている。
【0003】テーパ状光導波路501の入力端から導入
された光信号が、テーパ状光導波路501内を伝搬し、
フォトダイオード502に達する。フォトダイオード5
02は、入力された光信号を電気信号に変換する。変換
された電気信号が、電極505及び506に出力され
る。
【0004】このテーパ状光導波路を用いた半導体受光
装置により、40GHzの応答特性が得られている。ま
た、高効率で偏波依存性のない装置が試作されている
(N.YASUDA et al, CPT2001
Technical Digest,(2001) p
p.105)。
【0005】図16(A)に、米国特許第5,270,
532号及び文献「Kirk S.Giboney;
IEEE TRANS.ON MICROWAVE T
HEORY AND TECHNIQUES,Vol.
45,No.8(1997) pp.1310−131
9」に開示された第2の従来例による進行波型受光装置
の平面図を示す。図16(B)及び(C)に、それぞれ
図16(A)の一点鎖線B16−B16及びC16−C
16における断面図を示す。
【0006】半絶縁性の半導体基板510の表面上に、
n型半導体層520、真性半導体からなる受光層51
1、p型半導体層521がこの順番に積層された積層構
造体が配置されている。この積層構造体は、1本の直線
に沿って延在する。p型半導体層521の表面上に、中
央電極512が配置されている。半導体基板510の表
面上に形成されたグランド電極513が、n型半導体層
520に接続されている。
【0007】n型半導体層520、受光層511、p型
半導体層521の3層からなる積層構造体が光導波路型
受光素子を構成している。グランド電極513と中央電
極512とが、光導波路型受光素子に並走する電気信号
伝送路を構成している。受光層511の入力端から光信
号が入力される。グランド電極513の出力端にグラン
ドパッド523が接続されている。中央電極512の出
力端に出力パッド524が接続されている。
【0008】受光層511で構成された光導波路の入力
端から受光層511内に光信号が導入され、光導波路内
を光信号が伝搬する。光信号の伝搬によって、n型半導
体層520とp型半導体層521との間に電気信号が発
生し、この電気信号が、グランド電極513と中央電極
512とで構成された電気信号伝送路を伝搬する。光信
号の伝搬速度と電気信号の伝搬速度とを整合させること
により、広帯域かつ高量子効率を実現することができ
る。
【0009】図17(A)に、文献「M.S.Isla
m et al.;Microwave Photon
ics Technical Digest 2000
Oxford,UK pp.217」、文献「T.C
hau et al.;IEEE PHOTONICS
TECHNOLOGY LETTERS,Vol.1
2 No.8(2000)pp.1055−105
7」、及び米国特許第5,572,014に開示されて
いる第3の従来例による速度整合された進行波型受光装
置の概略斜視図を示す。図17(B)にその側面図を示
し、図17(C)に、光の伝搬方向に垂直な断面図を示
す。
【0010】半絶縁性半導体基板530の上に、光導波
路531が形成されている。光導波路531の上面の上
に、光の伝搬方向に離散的に並んだ複数のフォトダイオ
ード532が配置されている。フォトダイード532の
各々は、光導波路531にエバネッセント結合(eva
nescent coupling)している。光導波
路531の両側に、それぞれ導電膜533及び534が
配置されている。導電膜533及び534は、電気信号
伝送路を構成している。フォトダイード532の各々の
一方の電極が導電膜533に接続され、他方の電極が導
電膜534に接続されている。
【0011】光導波路531を伝搬する光信号により、
フォトダイオード532に電気信号が発生する。この電
気信号が、導電膜533と534とで構成された電気信
号伝送路を伝搬する。光信号の伝搬速度と、電気信号の
伝搬速度とを整合させることにより、数十GHzの応答
特性が得られている。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】図15に示した第1の
従来例では、動作の高速化のためにフォトダイオード5
02の静電容量を小さくする必要がある。光の進行方向
に関して、フォトダイオード502を短くすると、静電
容量を小さくすることができる。
【0013】図18(A)に、フォトダイオード502
の長さと、静電容量との関係を示す。横軸は、フォトダ
イオード502の長さを単位「μm」で表し、縦軸は、
静電容量を単位「fF」で表す。なお、フォトダイオー
ド502の幅は4μmである。フォトダイオード502
を短くすることにより、静電容量が減少していることが
わかる。フォトダイオード502の長さが3μmのと
き、静電容量は約15fFになる。フォトダイオード5
02の後段に接続される電気回路の入力インピーダンス
が50Ωであるとき、CR時定数から求まる遮断周波数
は300GHzになり、高速動作が可能である。
【0014】ところが、フォトダイオード502を短く
すると、光の吸収率が低下してしまう。
【0015】図18(B)に、フォトダイオード502
の長さと、内部量子効率との関係を示す。横軸は、フォ
トダイオード502の長さを単位「μm」で表し、縦軸
は、内部量子効率を単位「%」で表す。フォトダイオー
ド502を短くすると、内部量子効率が低下することが
わかる。このため、第1の従来例による受光装置では、
高速化と高効率化とを同時に実現することが困難であ
る。
【0016】図16に示した第2の従来例では、n型半
導体層520とp型半導体層521との間の静電容量に
関わらず、高速動作を実現することができる。この半導
体受光装置の後段に接続される電気回路の入力のインピ
ーダンスと整合させるために、光導波路型受光素子の特
性インピーダンスを50Ωに調節することが好ましい。
受光層511の厚さが0.2μm程度である場合、電気
信号伝送路の特性インピーダンスを50Ωにするために
は、光導波路型受光素子の幅を約1μmにしなければな
らない。光導波路型受光素子が細くなるため、この上面
の上に中央電極512を形成することが困難である。
【0017】図17に示した第3の従来例では、電気信
号伝送路の特性インピーダンスを50Ωに調節するとと
もに、さらに多くのパラメータを調節する必要がある。
また、電気信号の伝搬速度と光信号の伝搬速度とを整合
させるために、相互に隣り合う2つのフォトダイオード
532の間隔を0.15mm程度にする必要がある。高
い量子効率を実現するためにフォトダイオード532を
10個配置すると、装置の長さが1.5mm以上になっ
てしまう。
【0018】本発明の目的は、広帯域かつ高量子効率を
実現することができ、装置サイズを小さくすることが可
能な半導体受光装置を提供することである。
【0019】
【課題を解決するための手段】本発明の一観点による
と、支持基板の表面上に一列に配列し、各々が入射光の
強度に応じた電気信号を発生する複数の半導体素子と、
前記複数の半導体素子のうち相互に隣り合う素子を光学
的に結合させ、光が前記半導体素子を前段から後段に向
かって順番に通過するように配置された接続用光導波路
と、前記半導体素子の各々に接続された一対の導体で構
成され、前記半導体素子で発生した電気信号を伝搬させ
る電気信号伝送路であって、一方の第1の導体が、相互
に隣り合う前記半導体素子の間において、前記支持基板
の上方の空中に支持されている該電気信号伝送路とを有
する半導体受光装置が提供される。
【0020】半導体装置を光信号が順番に通過すること
により、電気信号伝送路に電気信号が誘起される。この
電気信号が、電気信号伝送路を伝搬する。第1の導体を
空中に支持することにより、第1の導体のインダクタン
スを調整して、電気信号の伝搬速度を光信号の伝搬速度
に整合させ、かつ後段の電気回路とのインピーダンス整
合を行うことが可能になる。
【0021】本発明の他の観点によると、支持基板の表
面上に形成され、第1導電型の半導体からなる第1の導
電層と、前記第1の導電層の表面上に一列に配列し、各
々が受光層と、前記第1導電型と反対の第2導電型の半
導体からなる第2の導電層との積層構造を含み、受光層
に光信号が導入されると、前記第1の導電層と該第2の
導電層との間に電気信号を発生する複数の積層構造体
と、前記第1の導電層の上に配置され、相互に隣り合う
前記積層構造体の受光層同士を光学的に結合させる接続
用光導波路と、前記複数の積層構造体の該第2の導電層
を順番に接続し、発生した電気号を伝搬させる導電性細
線とを有する半導体受光装置が提供される。
【0022】第1の導電層、受光層、及び第2の導電層
の3層により、フォトダイオードが構成される。フォト
ダイオードに発生した電気信号が、導電性細線を伝搬す
る。
【0023】本発明の他の観点によると、支持基板の表
面上に一列に配列し、各々が入射光の強度に応じた電気
信号を発生する複数の半導体素子と、前記複数の半導体
素子のうち相互に隣り合う素子を光学的に結合させ、光
が前記半導体素子を前段から後段に向かって順番に通過
するように配置され、該半導体素子にバットカップリン
グする接続用光導波路と、前記半導体素子の各々に接続
された一対の導体で構成され、前記半導体素子で発生し
た電気信号を伝搬させる電気信号伝送路とを有する半導
体受光装置が提供される。
【0024】バットカップリング構造を採用することに
より、光結合効率を高めることができる。
【0025】
【発明の実施の形態】図1(A)及び(B)に、それぞ
れ本発明の第1の実施例による半導体受光装置の断面図
及び平面図を示す。図1(B)の一点鎖線A1−A1に
おける断面図が図1(A)に相当する。
【0026】図1(A)に示すように、半絶縁性のIn
Pからなる半導体基板1の表面の一部の領域上に、n+
型InPからなる厚さ約2μmのn型層2が形成されて
いる。図1(B)において、半導体基板1の表面のうち
左側の約2/3の領域がn型層2で覆われている。
【0027】n型層2の上に、第1段目積層構造体10
A、第2段目積層構造体10B、及び第3段目積層構造
体10Cが、図において左から右に一列に配置されてい
る。積層構造体10A〜10Cの各々とn型層2とで一
つのフォトダイオードが構成される。以下、積層構造体
10A〜10Cを、フォトダイオードと呼ぶ。フォトダ
イオード10A〜10Cの各々は、受光層、p型層、キ
ャップ層の3層構造を有する。これらの詳細な構造につ
いては、後に図2を参照して説明する。
【0028】第1段目フォトダイオード10Aから図の
左に向かってテーパ状光導波路11Aが延びている。テ
ーパ状光導波路11Aは、第1段目フォトダイオード1
0Aに近づくに従って徐々に厚くなっている。第1段目
フォトダイオード10Aと第2段目フォトダイオード1
0Bとの間に接続用光導波路11Bが配置され、第2段
目フォトダイオード10Bと第3段目フォトダイオード
10Cとの間に接続用光導波路11Cが配置されてい
る。テーパ状光導波路11A、接続用光導波路11B及
び11Cは、アンドープのInGaAsPで形成されて
いる。
【0029】テーパ状光導波路11A、接続用光導波路
11B及び11Cの上に、アンドープのInPからなる
クラッド層12が配置されている。テーパ状光導波路1
1A、第1段目フォトダイオード10Aの受光層、接続
用光導波路11B、第2段目フォトダイオード10Bの
受光層、接続用光導波路11C、及び第3段目フォトダ
イオード10Cの受光層が、順番にバットカップリング
(butt coupling)した一つの光導波路を
構成している。
【0030】テーパ状光導波路11A、接続用光導波路
11B及び11Cの上面及び側面が、鉄(Fe)ドープ
の半絶縁性InPからなる被覆層15で覆われている。
フォトダイオード10A〜10Cの各々の上面に、それ
ぞれAu/Zn/Auの3層構造を有するコンタクト層
16が形成されている。フォトダイオード10A〜10
Cの上のコンタクト層16を、導電性細線20が順番に
接続する。導電性細線20は、半導体基板1の表面上に
形成されたパッド21に接続されている。
【0031】図1(B)に示すように、フォトダイオー
ド10A〜10Cが配列した光電変換部の両側(図にお
いて上側と下側)の、n型層2が露出した領域上に、コ
ンタクト層30が形成されている。コンタクト層30
は、AuGe層とAu層とが積層された2層構造を有
し、n型層2にオーミック接触している。半導体基板1
の表面上に形成されたコプレーナ電極31が、コンタク
ト層30に接続されている。
【0032】図2に、図1(A)の光電変換部の詳細な
断面図を示す。フォトダイオード10A〜10Cの各々
は、アンドープのInGaAsからなる厚さ0.06〜
0.3μmの受光層3、p型InPからなる厚さ約2μ
mのp型層4、及びp型InGaAsからなる厚さ0.
05μmのキャップ層5がこの順番に積層された3層構
造を有する。フォトダイオード10A〜10Cの各々の
p型層5の上に、コンタクト層16が形成されている。
【0033】第1段目〜第3段目フォトダイオード10
A〜10C上のコンタクト層16の上に、それぞれ導電
性部材19A〜19Cが配置され、コンタクト層16に
オーミック接触している。第1段目の導電性部材19A
と第2段目の導電性部材19Bとを、導電性細線20A
が接続している。第2段目の導電性部材19Bと第3段
目の導電性部材19Cとを、導電性細線20Bが接続し
ている。第3段目の導電性部材19Cとパッド21と
を、導電性細線20Cが接続している。導電性細線20
A〜20Cの各々は、半導体基板1の上方の空中に支持
されている。導電性細線20A〜20Cと、n型層2と
が、電気信号伝送路を構成している。
【0034】テーパ状導波路11Aから第1段目フォト
ダイオード10Aの受光層3に光信号が入力される。第
1段目フォトダイオード10Aの受光層3を通過した光
信号が、接続用光導波路11B、第2段目フォトダイオ
ード10Bの受光層3、接続用光導波路11C、及び第
3段目フォトダイオード10Cの受光層3を順番に通過
する。光信号がフォトダイオード10A〜10Cの受光
層3を通過するとき、その一部が電気信号に変換され
る。
【0035】第1段目フォトダイオード10Aで発生し
た電気信号が、導電性細線11Aを伝わり、第2段目及
び第3段目のフォトダイオード10B及び10Cで発生
した電気信号と合流してパッド21に到達する。接続用
光導波路11B及び11Cを伝搬する光信号の伝搬速度
と、導電性細線11A及び11Bを伝搬する電気信号の
伝搬速度とが整合すると、高い変換効率を実現すること
ができる。
【0036】図3に、第1の実施例による半導体受光装
置の等価回路図を示す。3個のフォトダイオード10A
〜10CがキャパシタCで表され、導電性細線11A〜
11Cが、インダクタLで表され、n型層2が一本の配
線で表される。通常、パッド21及び31に、入力イン
ピーダンス50Ωの後段の電気回路40が接続される。
このため、キャパシタCとインダクタLとで構成される
電気信号伝送路の特性インピーダンスが50Ωになるよ
うに設計することが好ましい。
【0037】この電気信号伝送路は、一つのフォトダイ
オードと一つの導電性細線からなる回路を単位セグメン
トとし、数個(第1の実施例では3個)のセグメントが
縦続接続された伝送路と考えることができる。単位セグ
メントの長さは高々100μm程度である。このため、
伝搬する電気信号の周波数が80〜160GHzとする
と、単位セグメントを集中定数回路と考えることができ
る。
【0038】まず、伝送路の特性インピーダンスについ
て説明する。図3に示した伝送路の特性インピーダンス
をZ、電気信号の角周波数をωとすると、特性インピー
ダンスZは、
【0039】
【数1】Z=iωL/2+(L/C−ω22/4)1/2 と表される。動作周波数の領域では、上式の実数部の平
方根内の第2項が無視できるため、特性インピーダンス
は、近似的に(L/C)1/2と表される。従って、
【0040】
【数2】(L/C)1/2=50 が満足されるとき、高周波電気信号の減衰及び反射が抑
制され、後段の電気回路に効率よく電気信号を伝搬させ
ることができる。
【0041】次に、光信号の伝搬速度と、電気信号の伝
搬速度との整合条件について説明する。
【0042】光信号が、図2に示した接続用光導波路1
1B及び11Cの各々を伝搬する時間T1は、
【0043】
【数3】T1=(neff/c0)(Lpin+Lgap) と表される。ここで、neffは接続用光導波路11B及
び11Cの有効屈折率、c0は真空中の光速、Lpinはフ
ォトダイオード10A〜10Cの各々の長さ、L gap
相互に隣り合うフォトダイオードの間隔である。
【0044】発生した電気信号が、導電性細線11A及
び11Bの各々を伝搬する時間T2は、
【0045】
【数4】T2=(L・C)1/2 と表される。光信号と電気信号との速度を整合させるた
めには、時間T1とT2とを一致させる必要がある。す
なわち、下記の式
【0046】
【数5】 (L・C)1/2=(neff/c0)(Lpin+Lgap) が成立すればよい。
【0047】上式(5)の有効屈折率neffは、3.1
704である。導電性細線11A及び11Bの各々の幅
を7μm、厚さを4μm、長さL1を47μmとする
と、単位セグメントのインダクタンスLが0.0345
nHになる。フォトダイオード10A〜10Cの各々の
幅を4μm、長さLpinを3μm、受光層3の厚さを
0.15μmとすると、単位セグメントのキャパシタン
スCが0.015fFになる。このとき、上式(2)が
満たされる。この前提条件の下で、フォトダイオードの
間隔Lgapを55μmに設定すると、上式(5)が満た
される。
【0048】次に、受光感度について説明する。上記第
1の実施例のように、複数のフォトダイオードを光信号
が順番に通過するように配置し、フォトダイオード間を
接続用光導波路で接続することにより、前段のフォトダ
イオードで吸収されなかった光を、有効に後段のフォト
ダイオードに導くことができる。これにより、内部量子
効率の低下を防止することができる。
【0049】接続用光導波路11B内の幅方向及び厚さ
方向の電界分布と、フォトダイオード10A内の幅方向
及び厚さ方向の電界分布との重なり積分が最大になるよ
うに、接続用光導波路11Bとフォトダイオード10A
とを設計することにより、両者の結合損失を少なくする
ことができる。例えば、光信号の波長が1.55μmで
あるとき、接続用光導波路11Bの厚さを0.25μm
とし、フォトダイオード10Aの受光層3の厚さを0.
15μmとして、両者をバットカップリングさせること
により、約98%の結合効率を得ることができる。接続
用光導波路とフォトダイオードとの他の結合界面、及び
テーパ状光導波路11Aと第1段目フォトダイオード1
0Aとの結合界面においても、同様に高い結合効率を得
ることができる。このため、比較的少ないフォトダイオ
ードで、高い変換効率を得ることができる。フォトダイ
オードの数を少なくできるため、装置の小型化を図るこ
とが可能になる。
【0050】図4に、フォトダイオードの数と、内部量
子効率との関係を示す。横軸はフォトダイオードの数を
表し、縦軸は内部量子効率を単位「%」で表す。フォト
ダイオードが1個の場合には、内部量子効率が約40%
であるのに対し、フォトダイオードの数を3個にする
と、内部量子効率が約70%まで高くなっていることが
分かる。第1の実施例による構造では、接続用光導波路
とフォトダイオードとの結合損失の合計が、計算上約5
%程度になる。このように、バットカップリング構造を
採用することにより、エバネッセントカップリング構造
の場合に比べて、少ないフォトダイオード数で、高い内
部量子効率を実現することができる。
【0051】図5〜図11を参照して、第1の実施例に
よる半導体受光装置の製造方法を説明する。
【0052】図5(A)に示すように、半絶縁性のIn
Pからなる半導体基板1の表面上に、n+型InPから
なる厚さ約2μmのn型層2、アンドープのInGaA
sからなる厚さ0.06〜0.3μmの受光層3、p型
InPからなる厚さ2μmのp型層4、p型InGaA
sからなる厚さ0.05μmのキャップ層5をこの順番
に成膜する。
【0053】これらの膜の成長は、例えば成長温度を6
30℃、圧力を1.33×104Pa(100Tor
r)とした有機金属化学気相成長(MOCVD)により
行うことができる。原料ガスとして、フォスフィン(P
3)、アルシン(AsH3)、モノシラン(Si
4)、トリメチルインジウム(TMI)、トリエチル
ガリウム(TEG)を用いることができる。
【0054】図5(B)に示すように、SiO2等のマ
スクパターン6をマスクとして、キャップ層5から受光
層3までの3層をパターニングする。マスクパターン6
に覆われた領域に、受光層3、p型層4及びキャップ層
5からなる積層構造体が残り、マスクパターン6に覆わ
れていない領域に、n型層2が露出する。
【0055】図5(C)に、マクスパターン6の平面図
を示す。図5(C)の一点鎖線B5−B5における断面
図が図5(B)に相当する。図1(B)に示したテーパ
状光導波路11Aのうちフォトダイオード10Aからの
距離がD1以下の領域の両側、及びテーパ状光導波路1
1Aをフォトダイオード10A側に延長した帯状の領域
の両側を、マスクパターン6が覆う。さらに、マスクパ
ターン6は、フォトダイオード10A〜10Cに対応す
る領域を覆う。なお、テーパ状光導波路11Aに対応す
るマスクパターン6で覆われていない帯状領域の幅G1
は、最終的に形成されるテーパ状光導波路11Aの幅よ
りもやや広く設定されている。
【0056】図6(D)に示すように、アンドープのI
nGaAsPからなる光導波路層11、及びアンドープ
のInPからなるクラッド層12を、n型層2の表面上
に、MOCVDにより選択成長させる。マスクパターン
6の上には、光導波路層11及びクラッド層12は成長
しない。成長温度は630℃、圧力は1.33×10 4
Pa(100Torr)とする。原料ガスとして、フォ
スフィン、アルシン、モノシラン、トリメチルインジウ
ム、及びトリエチルガリウムを用いる。マスクパターン
6を図5(C)に示した形状にすることにより、図6
(D)の最も左の積層構造体から左に遠ざかるに従っ
て、光導波路層11を徐々に薄くすることができる。選
択成長後、マスクパターン6を除去する。
【0057】図6(E)に示すように、クラッド層12
の上に、SiNからなるマスクパターン7を形成する。
【0058】図6(F)に、マスクパターン7の平面図
を示す。図1(B)に示したテーパ状光導波路11A及
びそれを延長した帯状の領域を、マスクパターン7が覆
う。
【0059】マスクパターン7をマスクとして、クラッ
ド層12、光導波路層11、及びキャップ層5から受光
層3までの3層をエッチングする。この3層のエッチン
グは、SiCl4とArとの誘導結合プラズマを用いた
ドライエッチングにより行われる。
【0060】マスクパターン7で覆われている領域に、
テーパ状光導波路11A、フォトダイオード10A〜1
0C、及び接続用光導波路11B、11Cが残り、その
両側にn型層2が露出する。
【0061】図7(G)に示すように、基板の全面上
に、Feドープの半絶縁性InPからなる被覆層15
を、MOCVDにより成長させる。被覆層15のFe濃
度は、5×1016cm-3とする。成長温度は630℃、
圧力は1.33×104Pa(100Torr)とす
る。原料ガスとして、フォスフィン、トリメチルインジ
ウム、フェロセン、及び塩化メチルを使用する。
【0062】図7(H)に示すように、フォトダイオー
ド10Aとテーパ状光導波路11Aとの境界よりも光電
変換部側の領域上の被覆膜15を、厚さ方向の途中ま
で、誘導結合プラズマを用いてドライエッチングする。
エッチングガスとして、SiCl4とArを用いること
ができる。
【0063】図7(I)に示すように、フォトダイオー
ド10Aとテーパ状光導波路11Aとの境界よりもフォ
トダイオード10A側の領域の被覆膜15をウェットエ
ッチングし、フォトダイオード10A〜10Cの上面を
露出させる。エッチャントとして、塩素系エッチャント
を用いることができる。露出したフォトダイオード10
A〜10Cのキャップ層5の表面上に、Au/Zn/A
uの3層からなるコンタクト層16を、リフトオフ法に
より形成する。
【0064】図8(J)に示すように、基板の表面上
に、SiNからなるマスクパターン17を形成する。マ
スクパターン17は、図1(B)のテーパ状光導波路1
1Aと第1段目フォトダイオード10Aとの境界よりも
テーパ状光導波路11A側の領域、及びフォトダイオー
ド10A〜10C、接続用光導波路11B、11Cが配
置された光電変換部に対応する領域よりもやや広い領域
を覆う。
【0065】図8(K)に示すように、マスクパターン
17をマスクとして、クラッド層12及び光導波路層1
1をエッチングする、図1(B)に示したフォトダイオ
ード10A〜10Cを含む光電変換部の両側の領域(図
において、上側と下側の領域)においては、被覆膜15
がエッチングされ、n型層2が露出する。
【0066】図9(L)に示すように、エッチングされ
たクラッド層12及び光導波路層11の右端よりも右側
のn型層2をエッチングし、半導体基板1を露出させ
る。図1(B)のフォトダイオード10A〜10Cを含
む光電変換部の両側(図において、上側と下側)には、
n型層2が残されている。
【0067】図9(M)に示すように、マスクパターン
17を除去する。図1(B)に示したコンタクト層30
を、リフトオフ法により形成する。コンタクト層30
は、AuGe層とAu層とがこの順番に積層された2層
構造を有する。次に、コプレーナ電極31を、リフトオ
フ法により形成する。コプレーナ電極31は、Ti層、
Pt層、及びAu層がこの順番に積層された3層構造を
有する。
【0068】図1(A)及び図2に示すように、導電性
細線20及びパッド21を形成する。導電性細線20及
びパッド21の形成方法は、例えば特開2001−12
7333号公報の段落33〜35及び図7に説明されて
いる。以下に、この形成方法を簡単に説明する。
【0069】基板の表面上にレジストパターンを形成す
る。このレジストパターンには、パッド21に対応する
開口が形成されている。このレジストパターンの表面及
び開口の内面を覆うように、下地金属層を蒸着する。下
地金属層は、AuZn層とAu層との2層構造を有す
る。開口以外の部分を2層目のレジストパターンで覆
う。下地金属層を電極として金メッキを行うことによ
り、開口内にパッド21を形成する。第1層目及び第2
層目のレジストパターンを除去し、パッド21を残す。
【0070】図10に示すように、基板上に第1層目の
レジスト膜50を形成する。レジスト膜50に、コンタ
クト層16及びパッド21に対応する開口を形成する。
レジスト膜50の表面及び開口の内面を覆うように、下
地金属層51を蒸着する。下地金属層51は、AuZn
層とAu層との2層構造を有する。
【0071】下地金属層51の上に第2層目のレジスト
膜53を形成する。レジスト膜53に、導電性部材19
A〜19C、及びパッド21に対応する開口を形成す
る。下地金属層51を電極として金メッキを行い、開口
内に金を埋め込む。これにより、導電性部材19A〜1
9Cが形成される。また、パッド21の上にも、導電性
部材19A〜19Cと同程度の厚さの金膜54が形成さ
れる。
【0072】レジスト膜53の上に、第2層目の下地金
属層55を蒸着する。下地金属層55の上に、第3層目
のレジスト膜57を形成する。レジスト膜57に、導電
性細線20に対応する開口を形成する。第2層目の下地
金属層55を電極として金メッキを行い、導電性細線2
0を形成する。
【0073】第3層目のレジスト膜57を除去する。次
に、第2層目のレジスト膜53を、その上に蒸着されて
いる第2層目の下地金属層55とともに除去する。さら
に、第1層目のレジスト膜50を、その上に蒸着されて
いる第1層目の下地金属層51とともに除去する。導電
性部材19A〜19C及び導電性細線20は、除去され
ずに残る。
【0074】次に、図11〜図13を参照して、第2〜
第4の実施例による半導体受光装置について説明する。
上記第1の実施例による半導体受光装置では、第1段目
フォトダイオード10Aに最も大きな光電流が流れ、後
段になるほど光電流が減少する。小面積の受光層に大量
の光電流が流れると、空間電荷効果により高速応答性が
損なわれる場合がある。以下に説明する第2〜第4の実
施例では、過度の光電流の発生を防止することができ
る。
【0075】図11は、第2の実施例による半導体受光
装置の光電変換部の断面図を示す。第1段目、第2段
目、及び第3段目フォトダイオード10A〜10Cの受
光層3A〜3Cの厚さが、それぞれ0.1μm、0.1
5μm、及び0.2μmに設定されており、前段の受光
層が後段の受光層よりも薄い。すなわち、光信号が進行
するに従って、通過する受光層が徐々に厚くなってい
る。受光層が薄いと、光閉込効果が小さいため、光吸収
量が少なくなる。
【0076】フォトダイオード10A〜10Cの幅は、
第1の実施例の場合と同様に4μm、長さLpinは3μ
mである。第1段目フォトダイオード10Aと第2段目
フォトダイオード10Bとの間隔Lgap1は64μm、第
2段目フォトダイオード10Bと第3段目フォトダイオ
ード10Cとの間隔Lgap2は47μmである。第1段目
フォトダイオード10Aと第2段目フォトダイオード1
0Bとを接続する導電性細線20Aの長さL21は54μ
m、第2段目フォトダイオード10Bと第3段目フォト
ダイオード10Cとを接続する導電性細線20Bの長さ
22は47μmである。なお、導電性細線20A及び2
0Bの幅及び厚さは、第1の実施例の場合と同一であ
る。
【0077】受光層3の厚さが変わることにより、図3
に示した等価回路のキャパシタンスCが変化する。キャ
パシタンスCが変化しても、上述の式(2)及び(5)
が満たされるように、導電性細線20の長さ及びフォト
ダイオード10の間隔が調節されている。
【0078】前段の受光層が後段の受光層よりも薄くさ
れているため、光吸収量を平準化することができる。こ
のため、特定のフォトダイオードに過度の光電流が流れ
ることを防止することができる。
【0079】次に、第2の実施例による半導体受光装置
の製造方法について説明する。第1の実施例の半導体受
光装置の製造方法の図5(A)に示した工程において、
受光層3を、まず、最も薄い第1段目フォトダイオード
10Aの受光層3Aの厚さになるまで全面に成長させ
る。次に、第1段目フォトダイオード10Aが配置され
る領域をSiO2等のマスクで覆い、第1段目フォトダ
イオード10Aの受光層3Aと第2段目フォトダイオー
ド10Bの受光層3Bとの厚さの差分だけ受光層を成長
させる。次に、第1段目フォトダイオード10A及び第
2段目フォトダイオード10Bが配置される領域をマス
クで覆い、第2段目フォトダイオード10Bの受光層3
Bと第3段目フォトダイオード10Cの受光層3Cとの
厚さの差分だけ受光層を成長させる。その後の工程は、
第1の実施例の半導体受光装置の製造工程と同一であ
る。
【0080】図12は、第3の実施例による半導体受光
装置の光電変換部の断面図を示す。第1段目、第2段
目、及び第3段目フォトダイオード10A〜10Cの長
さLpi n1〜Lpin3が、それぞれ1.5μm、2.0μ
m、及び3.0μmに設定されている。すなわち、光信
号が進行するに従って、通過する受光層が徐々に長くさ
れており、前段の受光層が後段の受光層よりも短い。受
光層が短いと、光吸収量が少なくなる。
【0081】フォトダイオード10A〜10Cの幅は、
第1の実施例の場合と同様に4μm、受光層3A〜3C
の厚さは0.15μmである。第1段目フォトダイオー
ド10Aと第2段目フォトダイオード10Bとの間隔L
gap1は23μm、第2段目フォトダイオード10Bと第
3段目フォトダイオード10Cとの間隔Lgap2は41μ
mである。
【0082】第1段目フォトダイオード10Aと第2段
目フォトダイオード10Bとを接続する導電性細線20
Aは、フォトダイオード10A及び10Bとの接続部分
において高さH31だけ立ち上がっている。導電性細線2
0Aの横方向の長さL31は20μm、立ち上がり部の長
さH31は5μmである。すなわち、導電性細線20Aの
全長は、30μmである。第2段目フォトダイオード1
0Bと第3段目フォトダイオード10Cとを接続する導
電性細線20Bの長さL32は39μmである。なお、導
電性細線20A及び20Bの幅及び厚さは、第1の実施
例の場合と同一である。
【0083】受光層3の長さが変わることにより、図3
に示した等価回路のキャパシタンスCが変化する。キャ
パシタンスCが変化しても、上述の式(2)及び(5)
が満たされるように、導電性細線20の長さ及びフォト
ダイオード10の間隔が調節されている。
【0084】前段の受光層が後段の受光層よりも短くさ
れているため、光吸収量を平準化することができる。こ
のため、特定のフォトダイオードに過度の光電流が流れ
ることを防止することができる。
【0085】次に、第2の実施例による半導体受光装置
の製造方法について説明する。導電性細線以外の部分
は、第1の実施例の半導体受光装置の製造方法と同様の
工程を経て形成される。フォトダイオード10A及び1
0Bとの接続部から立ち上がった導電性細線20Aは、
金メッキを施す前に、導電性細線20Aが配置される部
分にさらに、厚さH31のレジストパターンを配置してお
くことにより形成することができる。
【0086】図13は、第4の実施例による半導体受光
装置の光電変換部分の平面図を示す。第1段目フォトダ
イオード10Aの幅W1が3μm、第2段目フォトダイ
オード10Bの幅W2が5μm、第3段目フォトダイオ
ード10Cの幅W3が10μmに設定されている。第1
段目フォトダイオード10Aと第2段目フォトダイオー
ド10Bとの間隔Lgap1は15μm、第2段目フォトダ
イオード10Bと第3段目フォトダイオード10Cとの
間隔Lgap2は20μmである。
【0087】フォトダイオード間を接続する接続用光導
波路11B及び11Cは、フォトダイオード10A〜1
0Cの幅に整合するように、後段に進むに従って徐々に
広がっている。その他の構成は、第1の実施例の半導体
受光装置の構成と同一である。
【0088】前段の受光層が後段の受光層よりも狭くさ
れているため、光吸収量を平準化することができる。こ
のため、特定のフォトダイオードに過度の光電流が流れ
ることを防止することができる。
【0089】次に、図14を参照して、第5の実施例に
よる半導体受光装置について説明する。
【0090】図14は、第5の実施例による半導体受光
装置の断面図を示す。第1の実施例では、図1(A)に
示したように、n型層2の上に、光導波路11A〜11
C及び受光層3が直接形成されていた。第5の実施例で
は、n型層2の上に、下側光導波路14が形成され、そ
の上に、光導波路11A〜11C及び受光層3が形成さ
れている。その他の構成は、第1の実施例の場合と同様
である。下側光導波路14は、n型のInPで形成され
る。
【0091】下側光導波路14を配置することにより、
光導波路と受光層とのバットカップリング部における損
失を低減することができる。
【0092】上記第1〜第5の実施例では、3個のフォ
トダイオード10A〜10Cを配列させたが、フォトダ
イオードの数を2個にしてもよいし、4個以上にしても
よい。また、上記実施例では、導電性細線20を空中に
支持したが、基板上に形成した絶縁膜の表面上に配置し
てもよい。
【0093】以上実施例に沿って本発明を説明したが、
本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種
々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に
自明であろう。
【0094】上述の実施例から、以下の付記に示された
発明が導出される。 (付記1) 支持基板の表面上に一列に配列し、各々が
入射光の強度に応じた電気信号を発生する複数の半導体
素子と、前記複数の半導体素子のうち相互に隣り合う素
子を光学的に結合させ、光が前記半導体素子を前段から
後段に向かって順番に通過するように配置された接続用
光導波路と、前記半導体素子の各々に接続された一対の
導体で構成され、前記半導体素子で発生した電気信号を
伝搬させる電気信号伝送路であって、一方の第1の導体
が、相互に隣り合う前記半導体素子の間において、前記
支持基板の上方の空中に支持されている該電気信号伝送
路とを有する半導体受光装置。 (付記2) 前記接続用光導波路及び半導体素子を前段
から後段に向かって進行する光の伝搬速度が、前記電気
信号伝送路を進行する電気信号の伝搬速度と整合してい
る付記1に記載の半導体受光装置。 (付記3) 前記半導体素子と前記接続用光導波路とが
バットカップリングしている付記1または2に記載の半
導体受光装置。 (付記4) 前記半導体素子が、p型領域、n型領域、
及び該p型領域とn型領域とで挟まれた受光領域を含む
pin型フォトダイオードであり、前記電気信号伝送路
の他方の第2の導体が、前記支持基板の表面に密着する
ように形成され、平坦な上面を画定し、前記半導体素子
のp型領域及びn型領域の一方を兼ね、前記接続用光導
波路及び前記半導体素子の受光領域が、前記第2の導体
の上面の上に配置されている付記1〜3のいずれかに記
載の半導体受光装置。 (付記5) 前記半導体素子が、p型領域、n型領域、
及び該p型領域とn型領域とで挟まれた受光領域を含む
pin型フォトダイオードであり、前記電気信号伝送路
の他方の第2の導体が、前記支持基板の表面に密着する
ように形成され、平坦な上面を画定し、前記半導体素子
のp型領域及びn型領域の一方を兼ね、さらに、前記第
2の導体の表面上に形成され、該第2の導体と同一導電
型の半導体からなる下側光導波路を有し、前記接続用光
導波路及び前記半導体素子の受光領域が、前記下側光導
波路の上に配置されている付記1〜3のいずれかに記載
の半導体受光装置。 (付記6) さらに、前記複数の半導体素子のうち最も
前段の前記半導体素子に光学的に結合し、該半導体素子
に近づくに従って徐々に厚くなっている導入用光導波路
を有する付記1〜5のいずれかに記載の半導体受光装
置。 (付記7) 支持基板の表面上に一列に配列し、各々が
入射光の強度に応じた電気信号を発生する複数の半導体
素子であって、各々が、p型領域、n型領域、及び該p
型領域とn型領域とで挟まれた受光領域を有する該半導
体素子と、前記複数の半導体素子のうち相互に隣り合う
素子を光学的に結合させ、光が前記半導体素子の受光領
域を、前段から後段に向かって順番に通過するように配
置された接続用光導波路と、前記半導体素子の各々に接
続された一対の導体で構成され、前記半導体素子で発生
した電気信号を伝搬させる電気信号伝送路とを有し、後
段の前記半導体素子の受光領域が、前段の前記半導体素
子の受光領域よりも厚くなっている半導体受光装置。 (付記8) 前記接続用光導波路及び半導体素子を前段
から後段に向かって進行する光の伝搬速度が、前記電気
信号伝送路を進行する電気信号の伝搬速度と整合してい
る付記7に記載の半導体受光装置。 (付記9) 支持基板の表面上に一列に配列し、各々が
入射光の強度に応じた電気信号を発生する複数の半導体
素子であって、各々が、p型領域、n型領域、及び該p
型領域とn型領域とで挟まれた受光領域を有する該半導
体素子と、前記複数の半導体素子のうち相互に隣り合う
素子を光学的に結合させ、光が前記半導体素子の受光領
域を、前段から後段に向かって順番に通過するように配
置された接続用光導波路と、前記半導体素子の各々に接
続された一対の導体で構成され、前記半導体素子で発生
した電気信号を伝搬させる電気信号伝送路とを有し、後
段の前記半導体素子の受光領域が、前段の前記半導体素
子の受光領域よりも長くなっている半導体受光装置。 (付記10) 前記接続用光導波路及び半導体素子を前
段から後段に向かって進行する光の伝搬速度が、前記電
気信号伝送路を進行する電気信号の伝搬速度と整合して
いる付記9に記載の半導体受光装置。 (付記11) 支持基板の表面上に一列に配列し、各々
が入射光の強度に応じた電気信号を発生する複数の半導
体素子であって、各々が、p型領域、n型領域、及び該
p型領域とn型領域とで挟まれた受光領域を有する該半
導体素子と、前記複数の半導体素子のうち相互に隣り合
う素子を光学的に結合させ、光が前記半導体素子の受光
領域を、前段から後段に向かって順番に通過するように
配置された接続用光導波路と、前記半導体素子の各々に
接続された一対の導体で構成され、前記半導体素子で発
生した電気信号を伝搬させる電気信号伝送路とを有し、
後段の前記半導体素子の受光領域の幅が、前段の前記半
導体素子の受光領域の幅よりも広くなっている半導体受
光装置。 (付記12) 前記接続用光導波路及び半導体素子を前
段から後段に向かって進行する光の伝搬速度が、前記電
気信号伝送路を進行する電気信号の伝搬速度と整合して
いる付記11に記載の半導体受光装置。 (付記13) 支持基板の表面上に形成され、第1導電
型の半導体からなる第1の導電層と、前記第1の導電層
の表面上に一列に配列し、各々が受光層と、前記第1導
電型と反対の第2導電型の半導体からなる第2の導電層
との積層構造を含み、受光層に光信号が導入されると、
前記第1の導電層と該第2の導電層との間に電気信号を
発生する複数の積層構造体と、前記第1の導電層の上に
配置され、相互に隣り合う前記積層構造体の受光層同士
を光学的に結合させる接続用光導波路と、前記複数の積
層構造体の該第2の導電層を順番に接続し、発生した電
気号を伝搬させる導電性細線とを有する半導体受光装
置。 (付記14) さらに、前記第1の導電層の上に、該第
1の導電層と同一導電型の下側光導波路が形成されてお
り、前記接続用光導波路及び前記積層構造体が、前記下
側光導波路の上に配置されている付記13に記載の半導
体受光装置。 (付記15) 支持基板の表面上に一列に配列し、各々
が入射光の強度に応じた電気信号を発生する複数の半導
体素子と、前記複数の半導体素子のうち相互に隣り合う
素子を光学的に結合させ、光が前記半導体素子を前段か
ら後段に向かって順番に通過するように配置され、該半
導体素子にバットカップリングする接続用光導波路と、
前記半導体素子の各々に接続された一対の導体で構成さ
れ、前記半導体素子で発生した電気信号を伝搬させる電
気信号伝送路とを有する半導体受光装置。
【0095】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
複数の光電変換用半導体素子を一列に配列させ、各半導
体素子とバットカップリングする光導波路で、半導体素
子間を接続している。これにより、結合効率を高めるこ
とができる。また、所定のインダクタンスの導電性細線
で半導体素子を順番に接続することにより、導電性細線
で構成された伝送路の特性インピーダンスを50Ωに
し、後段の電気回路とインピーダンスを整合させること
ができる。伝送路を伝搬する電気信号の速度を、一列に
配列した半導体素子を順番に伝搬する光信号の伝搬速度
に整合させることにより、周波数が高くなっても高い光
電変換効率を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 第1の実施例による半導体受光装置の断面図
及び平面図である。
【図2】 第1の実施例による半導体受光装置の光電変
換部の断面図である。
【図3】 第1の実施例による半導体受光装置の光電変
換部の等価回路図である。
【図4】 光電変換素子と内部量子効率との関係を示す
グラフである。
【図5】 第1の実施例による半導体受光装置の製造方
法を説明するための断面図及び平面図(その1)であ
る。
【図6】 第1の実施例による半導体受光装置の製造方
法を説明するための断面図及び平面図(その2)であ
る。
【図7】 第1の実施例による半導体受光装置の製造方
法を説明するための断面図(その3)である。
【図8】 第1の実施例による半導体受光装置の製造方
法を説明するための断面図(その4)である。
【図9】 第1の実施例による半導体受光装置の製造方
法を説明するための断面図(その5)である。
【図10】 第1の実施例による半導体受光装置の製造
方法を説明するための断面図(その6)である。
【図11】 第2の実施例による半導体受光装置の光電
変換部の断面図である。
【図12】 第3の実施例による半導体受光装置の光電
変換部の断面図である。
【図13】 第4の実施例による半導体受光装置の光電
変換部の平面図である。
【図14】 第5の実施例による半導体受光装置の断面
図である。
【図15】 第1の従来例による半導体受光装置の斜視
図及び断面図である。
【図16】 第2の従来例による半導体受光装置の平面
図及び断面図である。
【図17】 第3の従来例による半導体受光装置の斜視
図及び断面図である。
【図18】 フォトダイオードの長さと静電容量との関
係を示すグラフ、及びフォトダイオードの長さと内部量
子効率との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
1 半導体基板 2 n型層 3 受光層 4 p型層 5 キャップ層 6、7、17 マスクパターン 10A〜10C フォトダイオード 11A テーパ状光導波路 11B、11C 光導波路 12 クラッド層 14 下側光導波路 15 被覆層 16、30 コンタクト層 20 導電性細線 21、31 パッド 40 後段の電気回路 50、53、57 レジスト膜 51、55 下地金属層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2H037 AA01 BA11 CA36 DA03 DA06 5F049 MA04 MB07 NA03 NB01 PA04 PA14 PA18 PA20 QA08 RA02 RA06 RA10 SE09 SE11

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 支持基板の表面上に一列に配列し、各々
    が入射光の強度に応じた電気信号を発生する複数の半導
    体素子と、 前記複数の半導体素子のうち相互に隣り合う素子を光学
    的に結合させ、光が前記半導体素子を前段から後段に向
    かって順番に通過するように配置された接続用光導波路
    と、 前記半導体素子の各々に接続された一対の導体で構成さ
    れ、前記半導体素子で発生した電気信号を伝搬させる電
    気信号伝送路であって、一方の第1の導体が、相互に隣
    り合う前記半導体素子の間において、前記支持基板の上
    方の空中に支持されている該電気信号伝送路とを有する
    半導体受光装置。
  2. 【請求項2】 前記接続用光導波路及び半導体素子を前
    段から後段に向かって進行する光の伝搬速度が、前記電
    気信号伝送路を進行する電気信号の伝搬速度と整合して
    いる請求項1に記載の半導体受光装置。
  3. 【請求項3】 前記半導体素子と前記接続用光導波路と
    がバットカップリングしている請求項1または2に記載
    の半導体受光装置。
  4. 【請求項4】 さらに、前記複数の半導体素子のうち最
    も前段の前記半導体素子に光学的に結合し、該半導体素
    子に近づくに従って徐々に厚くなっている導入用光導波
    路を有する請求項1〜3のいずれかに記載の半導体受光
    装置。
  5. 【請求項5】 支持基板の表面上に一列に配列し、各々
    が入射光の強度に応じた電気信号を発生する複数の半導
    体素子であって、各々が、p型領域、n型領域、及び該
    p型領域とn型領域とで挟まれた受光領域を有する該半
    導体素子と、 前記複数の半導体素子のうち相互に隣り合う素子を光学
    的に結合させ、光が前記半導体素子の受光領域を、前段
    から後段に向かって順番に通過するように配置された接
    続用光導波路と、 前記半導体素子の各々に接続された一対の導体で構成さ
    れ、前記半導体素子で発生した電気信号を伝搬させる電
    気信号伝送路とを有し、後段の前記半導体素子の受光領
    域が、前段の前記半導体素子の受光領域よりも厚くなっ
    ている半導体受光装置。
  6. 【請求項6】 支持基板の表面上に一列に配列し、各々
    が入射光の強度に応じた電気信号を発生する複数の半導
    体素子であって、各々が、p型領域、n型領域、及び該
    p型領域とn型領域とで挟まれた受光領域を有する該半
    導体素子と、 前記複数の半導体素子のうち相互に隣り合う素子を光学
    的に結合させ、光が前記半導体素子の受光領域を、前段
    から後段に向かって順番に通過するように配置された接
    続用光導波路と、 前記半導体素子の各々に接続された一対の導体で構成さ
    れ、前記半導体素子で発生した電気信号を伝搬させる電
    気信号伝送路とを有し、後段の前記半導体素子の受光領
    域が、前段の前記半導体素子の受光領域よりも長くなっ
    ている半導体受光装置。
  7. 【請求項7】 支持基板の表面上に一列に配列し、各々
    が入射光の強度に応じた電気信号を発生する複数の半導
    体素子であって、各々が、p型領域、n型領域、及び該
    p型領域とn型領域とで挟まれた受光領域を有する該半
    導体素子と、前記複数の半導体素子のうち相互に隣り合
    う素子を光学的に結合させ、光が前記半導体素子の受光
    領域を、前段から後段に向かって順番に通過するように
    配置された接続用光導波路と、 前記半導体素子の各々に接続された一対の導体で構成さ
    れ、前記半導体素子で発生した電気信号を伝搬させる電
    気信号伝送路とを有し、後段の前記半導体素子の受光領
    域の幅が、前段の前記半導体素子の受光領域の幅よりも
    広くなっている半導体受光装置。
  8. 【請求項8】 支持基板の表面上に形成され、第1導電
    型の半導体からなる第1の導電層と、 前記第1の導電層の表面上に一列に配列し、各々が受光
    層と、前記第1導電型と反対の第2導電型の半導体から
    なる第2の導電層との積層構造を含み、受光層に光信号
    が導入されると、前記第1の導電層と該第2の導電層と
    の間に電気信号を発生する複数の積層構造体と、 前記第1の導電層の上に配置され、相互に隣り合う前記
    積層構造体の受光層同士を光学的に結合させる接続用光
    導波路と、 前記複数の積層構造体の該第2の導電層を順番に接続
    し、発生した電気号を伝搬させる導電性細線とを有する
    半導体受光装置。
  9. 【請求項9】 支持基板の表面上に一列に配列し、各々
    が入射光の強度に応じた電気信号を発生する複数の半導
    体素子と、 前記複数の半導体素子のうち相互に隣り合う素子を光学
    的に結合させ、光が前記半導体素子を前段から後段に向
    かって順番に通過するように配置され、該半導体素子に
    バットカップリングする接続用光導波路と、 前記半導体素子の各々に接続された一対の導体で構成さ
    れ、前記半導体素子で発生した電気信号を伝搬させる電
    気信号伝送路とを有する半導体受光装置。
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