JP2006216976A - 半導体受光素子 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 第1導電型半導体基板と、基板上の一部の領域上のみに配置された、半導体基板よりもバンドギャップエネルギーの小さいアンドープ半導体層からなる光吸収層と、光吸収層上及び半導体基板上に配置された、光吸収層よりもバンドギャップエネルギーの大きいアンドープ半導体層からなる窓層と、窓層上面の、光吸収層上の領域を含むように設けられた、光吸収層に達する深さを備えた第2導電型不純物を有するドーピング領域と、基板の裏面側に設けられた第1の電極と、窓部上の一部領域上に設けられた第2の電極とを備える。
【選択図】 図3
Description
図1は本発明の実施の形態1に係る半導体受光素子の構造を示す断面図であり、図において、1はTi/Au等からなるp側電極、2は窒化シリコン(SiN)等からなる表面保護膜で、その厚さはこのPDに入射される光の波長λの4分の1の厚さとする。3はアンドープ(以下、i−と称す)InPからなる厚さ約2μmの窓層、4はi−InGaAsからなる厚さ2〜3μmの光吸収層、11は厚さが約0.5μmで、不純物としてイオウ(S)やシリコン(Si)等を含む、キャリア濃度が1×1018cm-3であるn型(以下、n−とも称す)InPバリア層で、このバリア層としては、バンドギャップエネルギーが光吸収層4よりも大きい他の半導体層を用いるようにしてもよい。12は不純物をドーピングした厚さが約2μm以上のInGaAs層光吸収再結合層で、例えば不純物としてSが、キャリア濃度が1×1019cm-3と比較的に高濃度になるようにドープされている。この光吸収再結合層12は、バンドギャップエネルギーが上記光吸収層4のバンドギャップ以下となるようにその組成が調整されている。5は、窓層3の表面から光吸収層4に達するようにZnを拡散させて形成したキャリア濃度が1×1019〜1×1020cm-3であるp型(以下、p−とも称す)のドーピング領域で、その光吸収層4内における深さは0.1〜0.3μmとするのが好ましい。6は空乏層、7はSiやS等の不純物を有する,キャリア濃度が約5×1018cm-3であるn−InP基板、8はAuGe/Auからなるn側電極、9は入射光で、ここでは例えば波長λ=1.3μmのレーザ光等が用いられる。
図2は本発明の実施の形態2に係る半導体受光素子の構造を示す断面図であり、図において、図1と同一符号は同一又は相当する部分を示しており、13は基板7の下面に形成された、外部に向かって隆起しており、基板7の上方から入射される光に対して凹面鏡のように機能する凹面形状部である。なお、ドーピング領域5は、この凹面形状部13上の領域に形成されている。
図3は本発明の実施の形態3に係る半導体受光素子の構造を示す断面図であり、図において、図1と同一符号は同一又は相当する部分を示しており、4aはドーピング領域5の下方に位置する領域内に設けられたi−InGaAs光吸収層である。
図4は本発明の実施の形態4に係る半導体受光素子の構造を示す断面図であり、図において、図1と同一符号は同一又は相当する部分を示しており、12aはドーパント領域5の下方に位置する領域のみが除去された,言いかえれば、ドーパント領域5の下方に位置する領域以外の領域に設けられた光吸収再結合層で、上述した光吸収再結合層12と同様の材料からなっている。
図5は本発明の実施の形態5に係る半導体受光素子の構造を示す断面図であり、図において、図1と同一符号は同一又は相当する部分を示しており、14は光吸収層4と格子整合しない材料からなるアンドープの格子不整合層で、例えば光吸収層4がIn0.53Ga0.47Asからなる場合、格子不整合層14としてはInxGa1-xAs(x≠0.53) 等が用いられ、その厚さは臨界膜厚以下の厚さ,例えば10〜100nm程度とする。なお、この格子不整合層14の材料としては、そのバンドギャップエネルギーが光吸収層4のバンドギャップエネルギー以下となるような材料を用いる必要がある。
図6は本発明の実施の形態6に係る半導体受光素子の構造を示す断面図であり、図において、図2と同一符号は同一又は相当する部分を示しており、15はドーピング領域5の下方に位置するよう設けられたV字形状のV字溝である。
図7は本発明の実施の形態7に係る半導体受光素子の構造を示す断面図であり、図において、図1と同一符号は同一又は相当する部分を示しており、16は、光吸収層4のドーピング領域5下部の領域を除く領域に設けられた、不純物をイオン注入又は拡散によりドーピングしてなる再結合ドーピング領域で、例えばSiがキャリア濃度が1×1019cm-3程度の高濃度となるようにドープされている。なお、この再結合ドーピング領域16の不純物としては、上記実施の形態1の半導体受光素子の光吸収再結合層12にドープされている不純物と同様の不純物を用いることができる。また、この再結合ドーピング領域16の厚さは、光吸収層4の厚さの半分以上であればよい。
1a ボンディングパッド
2 表面保護膜
3 i−InP窓層
4,4a i−InGaAs光吸収層
5 ドーピング領域
6 空乏層、
7 n−InP基板
8,8b n側電極
9 入射光
10 反射光、
11 バリア層
12 光吸収再結合層
13 凹面形状部
14 格子不整合層、
15 V字溝
16 光吸収ドーピング領域
20 開口部。
Claims (3)
- 第1導電型半導体基板と、
該基板上の一部の領域上のみに配置された、該半導体基板よりもバンドギャップエネルギーの小さいアンドープ半導体層からなる光吸収層と、
該光吸収層上及び上記半導体基板上に配置された、該光吸収層よりもバンドギャップエネルギーの大きいアンドープ半導体層からなる窓層と、
該窓層上面の、上記光吸収層上の領域を含むように設けられた、上記光吸収層に達する深さを備えた第2導電型不純物を有するドーピング領域と、
上記基板の裏面側に設けられた第1の電極と、
上記窓部上の一部領域上に設けられた第2の電極とを備えたことを特徴とする半導体受光素子。 - 第1導電型半導体基板と、
該基板上に配置された、該半導体基板よりもバンドギャップエネルギーの小さいアンドープ半導体層からなる光吸収層と、
該光吸収層上に配置された、バンドギャップエネルギーが上記光吸収層以下であり、該光吸収層と格子整合しない半導体材料からなる臨界膜厚以下の厚さの格子不整合層と、
該格子不整合層上に配置された、上記光吸収層よりもバンドギャップエネルギーの大きいアンドープ半導体層からなる窓層と、
該窓層上面の所定の領域に設けられた、上記光吸収層に達する深さを備えた第2導電型不純物を有する窓部と、
上記基板の裏面側に設けられた第1の電極と、
上記窓部上の一部領域上に設けられた第2の電極とを備えたことを特徴とする半導体受光素子。 - 第1導電型半導体基板と、
該基板上に配置された、該半導体基板よりもバンドギャップエネルギーの小さいアンドープ半導体層からなる光吸収層と、
該光吸収層の所定の領域を除く領域に設けられた、不純物を有する光吸収ドーピング領域と、
上記光吸収層上に配置された、該光吸収層よりもバンドギャップエネルギーの大きいアンドープ半導体層からなる窓層と、
該窓層上面の、上記光吸収ドーピング領域以外の領域上に設けられた、上記光吸収層に達する深さを備えた第2導電型不純物を有するドーピング領域と、
上記基板の裏面側に設けられた第1の電極と、
上記窓部上の一部領域上に設けられた第2の電極とを備えたことを特徴とする半導体受光素子。
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7085786B1 (ja) * | 2022-01-19 | 2022-06-17 | 株式会社京都セミコンダクター | 半導体受光素子 |
JP7212983B1 (ja) * | 2022-03-04 | 2023-01-26 | 株式会社京都セミコンダクター | 半導体受光素子 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5793584A (en) * | 1980-12-02 | 1982-06-10 | Fujitsu Ltd | Semiconductor photoreceiving element |
JPS59104177A (ja) * | 1982-12-07 | 1984-06-15 | Kokusai Denshin Denwa Co Ltd <Kdd> | 半導体素子 |
JPH06260673A (ja) * | 1993-03-04 | 1994-09-16 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体受光素子及びその製造方法 |
-
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- 2006-03-13 JP JP2006068195A patent/JP4486603B2/ja not_active Expired - Fee Related
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