JP2019054029A - Optical receiver, balance-type optical receiver, manufacturing method of optical receiver - Google Patents

Optical receiver, balance-type optical receiver, manufacturing method of optical receiver Download PDF

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Abstract

To provide an optical receiver capable of preventing degradation in high speed characteristics in the case when, for example, when a large light intensity is input to the optical receiver.SOLUTION: An optical receiver 4 comprises: an input waveguide core layer 1; a guide waveguide core layer 2 communicating with the input waveguide core layer; and a light absorption layer 3 which is formed above the guide waveguide core layer at one side in a width direction with respect to the center position in the width direction of the input waveguide core layer.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、受光器、バランス型受光器、受光器の製造方法に関する。   The present invention relates to a light receiver, a balanced light receiver, and a method for manufacturing the light receiver.

導波路型半導体受光器として、光導波路と光吸収層とを備える受光器がある。   As a waveguide type semiconductor light receiver, there is a light receiver including an optical waveguide and a light absorption layer.

特開平4−211209号公報Japanese Patent Laid-Open No. 4-2121209 特開2000−292637号公報JP 2000-292637 A 特開2012−199373号公報JP 2012-199373 A 特開平5−160430号公報Japanese Patent Laid-Open No. 5-160430

一般的な受光器では、光導波路を構成する導波路コア層の幅方向中心位置に入力光の光強度分布のピークがあり、この位置で光強度が局所的に大きくなる。そして、この光強度が局所的に大きくなる位置にも光吸収層が設けられている。
このため、例えば受光器への入力光強度が大きい場合、吸収層で多数のフォトキャリアが発生し、吸収層内に蓄積することで遮蔽電界が発生し、その結果、高速特性が劣化する。
In a general light receiver, there is a peak of the light intensity distribution of input light at the center position in the width direction of the waveguide core layer constituting the optical waveguide, and the light intensity locally increases at this position. A light absorption layer is also provided at a position where the light intensity is locally increased.
For this reason, for example, when the input light intensity to the light receiver is large, a large number of photocarriers are generated in the absorption layer, and accumulated in the absorption layer, a shielding electric field is generated. As a result, the high-speed characteristics are deteriorated.

本発明は、受光器への入力光強度が大きい場合でも、高速特性の劣化を抑制できるようにすることを目的とする。   An object of the present invention is to suppress the deterioration of high-speed characteristics even when the intensity of input light to a light receiver is large.

1つの態様では、受光器は、入力導波路コア層と、入力導波路コア層に連なるガイド導波路コア層と、入力導波路コア層の幅方向中心位置に対して幅方向の一方の側であって、ガイド導波路コア層の上方に設けられた光吸収層とを備える。
1つの態様では、バランス型受光器は、第1受光器と、第2受光器とを備え、第1受光器は、第1入力導波路コア層と、第1入力導波路コア層に連なる第1ガイド導波路コア層と、第1入力導波路コア層の幅方向中心位置に対して幅方向の一方の側であって、第1ガイド導波路コア層の上方に設けられた第1光吸収層と、第1光吸収層の厚さ方向の一方の側に接続された第1電極と、第1光吸収層の厚さ方向の他方の側に接続された第2電極とを備え、第2受光器は、第2入力導波路コア層と、第2入力導波路コア層に連なる第2ガイド導波路コア層と、第2入力導波路コア層の幅方向中心位置に対して幅方向の一方の側であって、第2ガイド導波路コア層の上方に設けられた第2光吸収層と、第2光吸収層の厚さ方向の一方の側に接続された第3電極と、第2光吸収層の厚さ方向の他方の側に接続された第4電極とを備え、さらに、第1電極と第3電極が接続された信号線と、第2電極が接続された第1グランド線と、第4電極が接続された第2グランド線とを備える。
In one aspect, the light receiver includes an input waveguide core layer, a guide waveguide core layer connected to the input waveguide core layer, and one side in the width direction with respect to the center position in the width direction of the input waveguide core layer. And a light absorption layer provided above the guide waveguide core layer.
In one aspect, the balanced light receiver includes a first light receiver and a second light receiver, and the first light receiver is connected to the first input waveguide core layer and the first input waveguide core layer. The first light absorption provided on one side in the width direction with respect to the center position in the width direction of the one guide waveguide core layer and the first input waveguide core layer and above the first guide waveguide core layer A first electrode connected to one side in the thickness direction of the first light absorption layer, and a second electrode connected to the other side in the thickness direction of the first light absorption layer, The two light receivers are arranged in the width direction with respect to the center position in the width direction of the second input waveguide core layer, the second guide waveguide core layer connected to the second input waveguide core layer, and the second input waveguide core layer. One side, which is connected to the second light absorption layer provided above the second guide waveguide core layer and one side in the thickness direction of the second light absorption layer. A third electrode; a fourth electrode connected to the other side of the second light absorption layer in the thickness direction; and a signal line connected to the first electrode and the third electrode; A first ground line connected to the second ground line; and a second ground line connected to the fourth electrode.

1つの態様では、受光器の製造方法は、入力導波路コア層と、入力導波路コア層に連なるガイド導波路コア層とを設ける工程と、入力導波路コア層の幅方向中心位置に対して幅方向の一方の側であって、ガイド導波路コア層の上方に光吸収層を設ける工程とを含む。   In one aspect, a method for manufacturing an optical receiver includes: a step of providing an input waveguide core layer and a guide waveguide core layer connected to the input waveguide core layer; and a center position in the width direction of the input waveguide core layer. And a step of providing a light absorption layer on one side in the width direction and above the guide waveguide core layer.

1つの側面として、受光器への入力光強度が大きい場合でも、高速特性の劣化を抑制できるという効果を有する。   As one aspect, even when the input light intensity to the light receiver is large, there is an effect that deterioration of high-speed characteristics can be suppressed.

(A)、(B)は、本実施形態にかかる受光器の構成を示す模式図であって(A)は(B)のA−A´線に沿う断面図であり、(B)は平面図である。(A), (B) is a schematic diagram which shows the structure of the light receiver concerning this embodiment, (A) is sectional drawing which follows the AA 'line of (B), (B) is a plane. FIG. (A)〜(C)は、本実施形態にかかる受光器に備えられるガイド導波路コア層の斜めの側面の角度の設定について説明するための図である。(A)-(C) are the figures for demonstrating the setting of the angle of the diagonal side surface of the guide waveguide core layer with which the light receiver concerning this embodiment is equipped. (A)は、図11(A)、図11(B)に示す受光器の光強度のシミュレーション結果を示す図であり、(B)は、本実施形態の受光器の光強度のシミュレーション結果を示す図である。(A) is a figure which shows the simulation result of the light intensity of the light receiver shown to FIG. 11 (A) and FIG.11 (B), (B) is the light intensity simulation result of the light receiver of this embodiment. FIG. 本実施形態にかかる受光器の変形例の構成を示す模式的平面図である。It is a typical top view which shows the structure of the modification of the light receiver concerning this embodiment. (A)〜(C)は、本実施形態にかかる受光器の変形例の構成による効果を説明するための図である。(A)-(C) are the figures for demonstrating the effect by the structure of the modification of the light receiver concerning this embodiment. 本実施形態にかかる受光器の他の変形例の構成を示す模式的平面図である。It is a typical top view which shows the structure of the other modification of the light receiver concerning this embodiment. (A)、(B)は、本実施形態にかかる受光器の他の変形例の構成を示す模式図であって、(A)は(B)のA−A´線に沿う断面図であり、(B)は平面図である。(A), (B) is a schematic diagram which shows the structure of the other modification of the optical receiver concerning this embodiment, Comprising: (A) is sectional drawing which follows the AA 'line of (B). , (B) are plan views. (A)〜(J)は、本実施形態にかかる受光器の製造方法を説明するための模式的断面図である。(A)-(J) are typical sectional drawings for demonstrating the manufacturing method of the optical receiver concerning this embodiment. (A)は、本実施形態にかかるバランス型受光器の構成を示す模式的平面図であり、(B)は、回路構成を示す図である。(A) is a schematic plan view showing a configuration of a balanced light receiver according to the present embodiment, and (B) is a diagram showing a circuit configuration. 本実施形態にかかる受光器(バランス型受光器)を適用した送受信機の構成を示す模式的平面図である。It is a typical top view which shows the structure of the transmitter / receiver to which the light receiver (balance type light receiver) concerning this embodiment is applied. (A)は比較例の構成を示す模式的平面図であり、(B)は(A)中、A−A´線に沿う模式的断面図である。(A) is a schematic plan view which shows the structure of a comparative example, (B) is typical sectional drawing which follows the AA 'line in (A). (A)は他の比較例の構成を示す模式的平面図であり、(B)は(A)中、B−B´線に沿う模式的断面図である。(A) is a schematic top view which shows the structure of another comparative example, (B) is typical sectional drawing which follows the BB 'line | wire in (A).

以下、図面により、本発明の実施の形態にかかる受光器、バランス型受光器、受光器の製造方法について、図1〜図12を参照しながら説明する。
本実施形態にかかる受光器は、例えば光通信に用いられる高速受光器であって、導波路型の高速受光器である。
本実施形態の受光器は、例えば図1(A)、図1(B)に示すように、入力導波路コア層1と、入力導波路コア層1に連なるガイド導波路コア層2と、ガイド導波路コア層2の上方に部分的に設けられた光吸収層3とを備える。なお、コア層を光導波路層ともいう。また、光吸収層を受光部ともいう。
Hereinafter, with reference to FIGS. 1 to 12, a method for manufacturing a light receiver, a balanced light receiver, and a light receiver according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
The light receiver according to the present embodiment is a high-speed light receiver used for optical communication, for example, and is a waveguide type high-speed light receiver.
For example, as shown in FIGS. 1A and 1B, the light receiver of the present embodiment includes an input waveguide core layer 1, a guide waveguide core layer 2 connected to the input waveguide core layer 1, and a guide. And a light absorption layer 3 partially provided above the waveguide core layer 2. The core layer is also referred to as an optical waveguide layer. The light absorption layer is also referred to as a light receiving part.

特に、光吸収層3は、入力導波路コア層1の幅方向中心位置に対して幅方向の一方の側であって、ガイド導波路コア層2の上方に設けられている。
つまり、光吸収層3は、入力導波路に入射する基本モードの中心線[図1(B)中、符号Xで示す]を跨がない位置に設けられ、幅がガイド導波路コア層2の入力導波路コア層1に接続される部分の幅の半分以下になっており、ガイド導波路コア層2の上方に光の伝搬方向に沿って延びるように設けられている。
In particular, the light absorption layer 3 is provided on one side in the width direction with respect to the center position in the width direction of the input waveguide core layer 1 and above the guide waveguide core layer 2.
That is, the light absorption layer 3 is provided at a position that does not straddle the center line of the fundamental mode incident on the input waveguide [indicated by symbol X in FIG. It is less than half the width of the portion connected to the input waveguide core layer 1 and is provided above the guide waveguide core layer 2 so as to extend along the light propagation direction.

入力導波路に入射する基本モードの中心線上に、即ち、入力導波路コア層1の幅方向中心位置に、入力光の光強度分布(伝搬光分布)のピークがあり、光強度が局所的に大きくなる。この位置に光吸収層3が設けられていると、光吸収層で多数のフォトキャリアが発生し、光吸収層内に蓄積することで遮蔽電界が発生し、高速特性が劣化する。高速特性が劣化することを抑制するため、前述のような構成としている。なお、図1(B)では、伝搬光分布を符号Yで示している。   There is a peak of the light intensity distribution (propagation light distribution) of the input light on the center line of the fundamental mode incident on the input waveguide, that is, at the center position in the width direction of the input waveguide core layer 1, and the light intensity is locally growing. If the light absorption layer 3 is provided at this position, a large number of photocarriers are generated in the light absorption layer and accumulated in the light absorption layer, a shielding electric field is generated, and high-speed characteristics deteriorate. In order to suppress deterioration of the high-speed characteristics, the above-described configuration is employed. In FIG. 1B, the propagation light distribution is indicated by Y.

このように、高速特性の劣化を抑制するために、光吸収層3の位置を、入力導波路コア層1の幅方向中心位置に対して幅方向の一方の側へずらすことで、例えば受光器4への入力光強度を大きくした場合であっても、高速特性を維持することが可能となる。
例えば、バランス型受光器において、さらなる低ノイズを実現するために光強度の強い局発光を入射させると(即ち、受光器への入力光強度を強くすると)、光吸収層で多数のフォトキャリアが発生し、光吸収層内に蓄積することで遮蔽電界が発生し、その結果、応答速度が低下し、高速特性が劣化することになるが、後述するように、本実施形態の受光器4を用いてバランス型受光器[例えば図9(A)、図9(B)参照]を構成することで、高速特性が劣化するのを抑制し、高速特性を維持することが可能となる。
Thus, in order to suppress the deterioration of the high-speed characteristics, the position of the light absorption layer 3 is shifted to one side in the width direction with respect to the center position in the width direction of the input waveguide core layer 1, for example, a light receiver. Even when the input light intensity to 4 is increased, the high-speed characteristics can be maintained.
For example, in a balanced photoreceiver, when local light having a high light intensity is incident to achieve further low noise (that is, when the input light intensity to the photoreceiver is increased), a large number of photocarriers are generated in the light absorption layer. Generated and accumulated in the light absorption layer, a shielding electric field is generated. As a result, the response speed is lowered and the high-speed characteristics are deteriorated. By using the balance type light receiver [see, for example, FIG. 9A and FIG. 9B] by using it, it is possible to suppress deterioration of the high-speed characteristics and maintain the high-speed characteristics.

本実施形態では、図1(B)に示すように、入力導波路コア層1は、幅が一定になっている幅一定部分1Aと、幅一定部分1Aに連なり、幅一定部分1Aの側からガイド導波路コア層2の側へ向けて幅が広くなっているテーパ部分1Bとを備える。このため、入力導波路コア層1に連なるガイド導波路コア層2の入力導波路コア層1に接続される部分の幅も広くなっている。   In the present embodiment, as shown in FIG. 1B, the input waveguide core layer 1 is connected to the constant width portion 1A having a constant width and the constant width portion 1A, and from the constant width portion 1A side. And a tapered portion 1B having a width that increases toward the guide waveguide core layer 2 side. For this reason, the width of the portion of the guide waveguide core layer 2 connected to the input waveguide core layer 1 connected to the input waveguide core layer 1 is also widened.

このようにして、伝搬光を拡大することで、光吸収層3の入力端[入射端;図1(B)中、左側の端部]での光強度を抑えることができ、光吸収層3で生成されるフォトキャリアの密度を低減することができる。
これにより、例えば受光器4への入力光強度を強くしても、キャリアの蓄積による応答速度の低下を抑え、高速特性を維持することができる。
In this way, by expanding the propagation light, it is possible to suppress the light intensity at the input end [incident end; left end in FIG. It is possible to reduce the density of photocarriers generated by the above.
As a result, even if the input light intensity to the light receiver 4 is increased, for example, a decrease in response speed due to accumulation of carriers can be suppressed and high-speed characteristics can be maintained.

また、ガイド導波路コア層2は、図1(B)に示すように、入力導波路コア層1の側から反対側へ向けて幅が狭くなっている。つまり、ガイド導波路コア層2は、幅が光の伝搬方向に沿って減少している。ここでは、ガイド導波路コア層2は、幅方向の一方の側の側面が、光の伝搬方向に平行な側面になっており、幅方向の他方の側の側面が、光の伝搬方向に対して斜めの側面を含むものとなっている。   Further, as shown in FIG. 1B, the guide waveguide core layer 2 has a width that decreases from the input waveguide core layer 1 side to the opposite side. That is, the width of the guide waveguide core layer 2 decreases along the light propagation direction. Here, in the guide waveguide core layer 2, one side surface in the width direction is a side surface parallel to the light propagation direction, and the other side surface in the width direction is in the light propagation direction. Including diagonal sides.

これにより、感度の低下を抑制することができる。つまり、光の伝搬方向に延びている光吸収層3に、入射端から光を入射させるだけでなく、ガイド導波路コア層2の斜めの側面で反射した光もその側方から入射させることができ、効率良く光を吸収させることができるため、ガイド導波路コア層2の幅が光の伝搬方向に沿って減少しておらず一定になっている場合と比較して、感度の低下を抑制することができる。   Thereby, the fall of a sensitivity can be suppressed. That is, not only light is incident from the incident end to the light absorption layer 3 extending in the light propagation direction, but also light reflected by the oblique side surface of the guide waveguide core layer 2 can be incident from the side. Since the light can be absorbed efficiently, the decrease in sensitivity is suppressed compared to the case where the width of the guide waveguide core layer 2 is not decreased along the light propagation direction and is constant. can do.

また、ガイド導波路コア層2は、図1(A)、図1(B)に示すように、光吸収層3の下方に設けられたドーピング領域2Aと、入力導波路コア層1とドーピング領域2Aの側部との間に設けられたアンドーピング領域2Bとを備える。なお、入力導波路コア層1は全体がアンドーピング領域となっている。
これにより、感度の低下を抑制することができる。つまり、全体がドーピング領域になっている場合と比較して、フォトキャリアに寄与しない自由キャリア吸収(自由キャリア損失)を抑えることができ、感度の低下を抑制することができる。
Further, as shown in FIGS. 1A and 1B, the guide waveguide core layer 2 includes a doping region 2A provided below the light absorption layer 3, an input waveguide core layer 1, and a doping region. And an undoped region 2B provided between the side portions of 2A. The entire input waveguide core layer 1 is an undoped region.
Thereby, the fall of a sensitivity can be suppressed. In other words, free carrier absorption (free carrier loss) that does not contribute to photocarriers can be suppressed, and a decrease in sensitivity can be suppressed as compared with a case where the entire region is a doping region.

また、光吸収層3の厚さ方向の一方の側に接続された第1電極5と、光吸収層3の厚さ方向の他方の側に接続された第2電極6とを備える。
ここでは、光吸収層3は、図1(A)に示すように、表面側に第1導電型にドーピングされた第1導電型ドーピング領域3Aを備える。
また、ガイド導波路コア層2は、光吸収層3の下方から幅方向の一方の側へ延び、第2導電型にドーピングされた第2導電型ドーピング領域2AXと、光吸収層3を挟んで一方の側の反対側に設けられたアンドーピング領域2Bと、第2導電型ドーピング領域2AXの一方の側へ延びた部分の表面側に設けられ、他の部分よりも高濃度に第2導電型にドーピングされた高濃度第2導電型ドーピング領域2AYとを備える。
In addition, a first electrode 5 connected to one side in the thickness direction of the light absorption layer 3 and a second electrode 6 connected to the other side in the thickness direction of the light absorption layer 3 are provided.
Here, as shown in FIG. 1A, the light absorption layer 3 includes a first conductivity type doping region 3A doped with the first conductivity type on the surface side.
The guide waveguide core layer 2 extends from the lower side of the light absorption layer 3 to one side in the width direction, and sandwiches the light absorption layer 3 with the second conductivity type doping region 2AX doped with the second conductivity type. Provided on the surface side of the undoped region 2B provided on the opposite side of one side and the portion extending to one side of the second conductivity type doping region 2AX, the second conductivity type at a higher concentration than the other portion And a high-concentration second conductivity type doping region 2AY.

そして、第1導電型ドーピング領域3A上に第1電極5を備え、高濃度第2導電型ドーピング領域2AY上に第2電極6を備える。
具体的には、入力導波路コア層1及びガイド導波路コア層2は、シリコン(Si)コア層(Si導波路コア層)である。
また、光吸収層3は、Ge層である。なお、光吸収層3は、Geを含む半導体光吸収層であれば良い。また、光吸収層3の表面を覆うようにパッシベーション膜(例えばSi膜)15を設けても良い[例えば図8(J)参照]。
The first electrode 5 is provided on the first conductivity type doping region 3A, and the second electrode 6 is provided on the high-concentration second conductivity type doping region 2AY.
Specifically, the input waveguide core layer 1 and the guide waveguide core layer 2 are silicon (Si) core layers (Si waveguide core layers).
The light absorption layer 3 is a Ge layer. The light absorption layer 3 may be a semiconductor light absorption layer containing Ge. Further, a passivation film (for example, Si film) 15 may be provided so as to cover the surface of the light absorption layer 3 [see, for example, FIG. 8J].

また、光吸収層3には、第1導電型ドーピング領域3Aとして、n型ドーピング領域(ここではn型不純物が高濃度にドーピングされたn型ドーピング領域)が設けられており、それ以外の領域がアンドーピング領域になっている。なお、光吸収層3の表面を覆うパッシベーション膜15を設ける場合には、パッシベーション膜15に、第1導電型ドーピング領域3Aとして、n型ドーピング領域を設けても良い[例えば図8(J)参照]。そして、n型ドーピング領域3A(ここではn型ドーピング領域;第1導電型半導体層)の上に、第1電極5として、n側電極が設けられている。つまり、光吸収層3の表面側に設けられたn型ドーピング領域3A(コンタクト領域)上にn側電極5が設けられている。 The light absorption layer 3 is provided with an n-type doping region (here, an n + -type doping region doped with an n-type impurity at a high concentration) as the first conductivity type doping region 3A. The region is an undoped region. In the case where the passivation film 15 covering the surface of the light absorption layer 3 is provided, an n-type doping region may be provided in the passivation film 15 as the first conductivity type doping region 3A [see, for example, FIG. 8J. ]. An n-side electrode is provided as the first electrode 5 on the n-type doping region 3A (here, n + -type doping region; first conductive semiconductor layer). That is, the n-side electrode 5 is provided on the n-type doping region 3 </ b> A (contact region) provided on the surface side of the light absorption layer 3.

また、ガイド導波路コア層3には、第2導電型ドーピング領域2AXとして、p型ドーピング領域が設けられており、高濃度第2導電型ドーピング領域2AYとして、p++型ドーピング領域が設けられており、それ以外の領域がアンドーピング領域2Bになっている。そして、p++型ドーピング領域(第2導電型半導体層)2AYの上に、第2電極6として、p側電極が設けられている。つまり、光吸収層3を挟んでアンドーピング領域2Bの反対側の表面側に設けられたp++型ドーピング領域(コンタクト領域)2AY上に、光吸収層3に隣接して、p側電極6が設けられている。 The guide in the waveguide core layer 3, the second conductive type doped region 2AX, p + -type doped region is provided, as a high-concentration second conductivity-type doped region 2aY, p ++ type doping region is provided The other region is an undoped region 2B. A p-side electrode is provided as the second electrode 6 on the p ++ type doping region (second conductivity type semiconductor layer) 2AY. That is, the p-side electrode 6 is adjacent to the light absorption layer 3 on the p ++ type doping region (contact region) 2AY provided on the surface side opposite to the undoped region 2B with the light absorption layer 3 interposed therebetween. Is provided.

さらに、これらの周囲はSiOクラッド層9、12、16で覆われている[例えば図8(J)参照]。
つまり、Si基板8上に、SiOクラッド層9、Siコア層1、2、SiOクラッド12、16層が積層されており、Siコア層1、2とSiOクラッド層9、12、16とによって構成される光導波路(半導体光導波路)によって、入力導波路コア層1とクラッド層9、12、16とからなる入力導波路及びガイド導波路コア層2とクラッド層9、12、16とからなるガイド導波路が構成されている[例えば図8(J)参照]。
Further, the periphery of these is covered with SiO 2 cladding layers 9, 12, and 16 [see, for example, FIG. 8J].
That is, on the Si substrate 8, SiO 2 cladding layer 9, Si core layer 1, SiO 2 cladding 12 and 16 layers are laminated, Si core layer 1 and the SiO 2 cladding layer 9,12,16 An input waveguide composed of the input waveguide core layer 1 and the clad layers 9, 12, 16 and the guide waveguide core layer 2 and the clad layers 9, 12, 16 A guide waveguide consisting of the above is configured [see, for example, FIG. 8J].

このように、半導体光導波路上に、光吸収層3、n側電極5及びp側電極6を含む半導体受光素子7がモノリシック集積されて、受光器4が構成されている。このため、本実施形態の受光器4は、半導体からなる受光器である。
そして、図1(A)、図1(B)に示すように、半導体光導波路を構成するガイド導波路コア層2は、半導体受光素子7が設けられる領域(光吸収層3、n側電極5及びp側電極6の周囲)のみがドーピング領域2Aとなっており、それ以外の領域はアンドーピング領域2Bとなっている。
As described above, the light receiving device 4 is configured by monolithically integrating the semiconductor light receiving element 7 including the light absorption layer 3, the n-side electrode 5, and the p-side electrode 6 on the semiconductor optical waveguide. For this reason, the light receiver 4 of the present embodiment is a light receiver made of a semiconductor.
As shown in FIGS. 1A and 1B, the guide waveguide core layer 2 constituting the semiconductor optical waveguide is a region where the semiconductor light receiving element 7 is provided (light absorption layer 3, n-side electrode 5). And the periphery of the p-side electrode 6) is a doping region 2A, and the other region is an undoped region 2B.

つまり、ガイド導波路コア層2は、幅方向の一方の側に光の伝搬方向に沿って部分的にドーピング領域2Aが設けられており、全体がドーピングされている場合と比較して、ドーピング領域2Aの範囲が狭くなっていて、ガイド導波路コア層2の幅[図1(A)中、符号Aの矢印で示す]に対してドーピング領域2Aの幅[図1(A)中、符号Bの矢印で示す]が大幅に狭くなっている。なお、ガイド導波路コア層2の幅[図1(A)中、符号Aで示す]に対して光吸収層3の幅[図1(A)中、符号Cで示す]は狭くなっている。   That is, the guide waveguide core layer 2 is provided with the doping region 2A partially along the light propagation direction on one side in the width direction, and compared with the case where the entire region is doped. The range of 2A is narrow, and the width of the doping region 2A [reference symbol B in FIG. 1A] with respect to the width of the guide waveguide core layer 2 [indicated by the arrow A in FIG. 1A] [Indicated by the arrow] is significantly narrower. Note that the width of the light absorption layer 3 [indicated by symbol C in FIG. 1A] is narrower than the width of the guide waveguide core layer 2 [indicated by symbol A in FIG. 1A]. .

これにより、拡大された伝搬光におけるフォトキャリアに寄与しない自由キャリア吸収(損失)を小さく抑えることができ、感度(受光感度)の低下を抑制することができる。
なお、ガイド導波路コア層2のほぼ全体をドーピングする場合、ドーピング濃度をできるだけ低く設定して、自由キャリア吸収をできるだけ抑え、感度の低下を抑制することになる[例えば図11(B)中、pで示す領域参照]。しかしながら、この方法では、pで示すドーピング領域105を介して接続される光吸収層102と電極104の間のシート抵抗が高くなり、CR時定数が大きくなり、応答速度を低下させることになるため、高速特性が劣化してしまうことになる。
Thereby, free carrier absorption (loss) which does not contribute to the photocarrier in the expanded propagation light can be suppressed to be small, and a decrease in sensitivity (light receiving sensitivity) can be suppressed.
In addition, when doping almost the entire guide waveguide core layer 2, the doping concentration is set as low as possible to suppress free carrier absorption as much as possible and suppress a decrease in sensitivity [for example, in FIG. see region indicated by p + ]. However, in this method, the sheet resistance between the light absorption layer 102 and the electrode 104 connected via the doping region 105 indicated by p + increases, the CR time constant increases, and the response speed decreases. For this reason, the high-speed characteristics are deteriorated.

これに対し、上述のように、半導体受光素子7が設けられる領域のみをドーピング領域2Aとし、それ以外の領域をアンドーピング領域2Bとすることで、自由キャリア吸収を抑えて、感度の低下を抑制することができる。このため、ガイド導波路コア層2のほぼ全体をドーピングする場合[例えば図11(A)、図11(B)参照]よりも、ドーピング領域2Aにおけるドーピング濃度を高く設定することができるため、フォトキャリアが電流として流れるパスを実効的に短くすることができ、シート抵抗を低くすることができる。この結果、CR時定数による応答速度の低下を抑制することができ、高速特性の劣化を抑制することができる。   On the other hand, as described above, only the region where the semiconductor light-receiving element 7 is provided is the doped region 2A, and the other region is the undoped region 2B, thereby suppressing free carrier absorption and suppressing a decrease in sensitivity. can do. For this reason, the doping concentration in the doping region 2A can be set higher than in the case of doping almost the entire guide waveguide core layer 2 [see, for example, FIG. 11A and FIG. 11B]. A path through which carriers flow as current can be effectively shortened, and sheet resistance can be lowered. As a result, a decrease in response speed due to the CR time constant can be suppressed, and deterioration of high-speed characteristics can be suppressed.

また、図1(B)に示すように、半導体受光素子7が設けられる領域以外の領域、即ち、幅方向の一方の側の反対側の他方の側のガイド導波路コア層2は、幅が光の伝搬方向に沿って減少している。
これにより、光の伝搬方向に延びている光吸収層3に、ガイド導波路コア層2の斜めの側面で反射した光もその側方から入射させ、効率良く光を吸収させることができ、感度の低下を抑制することができる。
As shown in FIG. 1B, the width of the guide waveguide core layer 2 on the other side of the region other than the region where the semiconductor light receiving element 7 is provided, that is, on the opposite side to the one side in the width direction, is It decreases along the light propagation direction.
As a result, the light reflected by the oblique side surface of the guide waveguide core layer 2 can also be incident on the light absorption layer 3 extending in the light propagation direction from the side, so that the light can be efficiently absorbed. Can be suppressed.

ところで、本実施形態の受光器4は、上述のように構成されているため、前段の光回路を伝搬してきた光のモード径は、光導波路(入力導波路及びガイド導波路)の幅と同様に徐々に広がり、導波路幅が同じ領域では平行光のように伝搬する。
そして、光吸収層3(受光部)まで達すると、一部の光のみが入射端で吸収される。
また、受光部3が形成されていないガイド導波路コア層2の幅は、光の伝搬方向に沿って減少するため、伝搬された光はガイド導波路コア層2の斜めの側面で反射し、受光部3の側方(側面)から徐々に吸収されていく。
By the way, since the light receiver 4 of the present embodiment is configured as described above, the mode diameter of the light propagating through the preceding optical circuit is the same as the width of the optical waveguide (input waveguide and guide waveguide). In the region where the waveguide width is the same, it propagates like parallel light.
When reaching the light absorption layer 3 (light receiving portion), only a part of the light is absorbed at the incident end.
Further, since the width of the guide waveguide core layer 2 where the light receiving portion 3 is not formed decreases along the light propagation direction, the propagated light is reflected by the oblique side surface of the guide waveguide core layer 2, It is gradually absorbed from the side (side surface) of the light receiving unit 3.

また、ガイド導波路コア層2の斜めの側面の角度θは、以下のようにして設定すれば良い。なお、ガイド導波路コア層2を扇型ガイド導波路コア層ともいう。
ここでは、図2(A)に示すように、基本モードで伝搬してきた光(光線;平面波)は、ガイド導波路コア層2(ここではSi層)の斜めの側面において角度φで反射し、光の伝搬方向に延びている光吸収層3(ここではGe層)に側方から角度φで入射するものとする。
Further, the angle θ of the oblique side surface of the guide waveguide core layer 2 may be set as follows. The guide waveguide core layer 2 is also referred to as a fan-type guide waveguide core layer.
Here, as shown in FIG. 2A, the light (light beam; plane wave) propagated in the fundamental mode is reflected at an angle φ 1 on the oblique side surface of the guide waveguide core layer 2 (here, the Si layer). It is assumed that the light is incident on the light absorption layer 3 (here, the Ge layer) extending in the light propagation direction at an angle φ 2 from the side.

また、図2(B)は、光線近似してSi導波路コア層2からSiOクラッド層へ入射するときの反射率を示している。なお、図2(B)中、実線Rsはs偏光の反射率を示しており、実線Rpはp偏光の反射率を示している。
また、図2(C)は、光線近似してSi導波路コア層2からGe層3へ入射するときの透過率を示している。なお、図2(C)中、実線Tsはs偏光の透過率を示しており、実線Tpはp偏光の透過率を示している。
FIG. 2 (B) shows the reflectance when entering from the Si waveguide core layer 2 to the SiO 2 cladding layer by approximating light rays. In FIG. 2B, the solid line Rs indicates the reflectance of s-polarized light, and the solid line Rp indicates the reflectance of p-polarized light.
FIG. 2C shows the transmittance when entering the Ge layer 3 from the Si waveguide core layer 2 by approximating light rays. In FIG. 2C, the solid line Ts indicates the transmittance of s-polarized light, and the solid line Tp indicates the transmittance of p-polarized light.

図2(B)に示すように、伝搬してきた光がSi導波路コア層2からSiOクラッド層へ入射するとき、入射角φが約37°以上であればほとんど反射することになる。
このため、ガイド導波路コア層2の斜めの側面に対する入射角φを37°以上(入射角φ≧37°)にすれば良い。
ここで、φ=90°−θであるため、入射角φ≧37°という関係を満足するためには、θは53°以下に設定することになる。
As shown in FIG. 2 (B), the light having propagated is when entering the Si waveguide core layer 2 to the SiO 2 cladding layer, so that the incident angle phi 1 is reflected almost as long to about 37 ° or more.
For this reason, the incident angle φ 1 with respect to the oblique side surface of the guide waveguide core layer 2 may be set to 37 ° or more (incident angle φ 1 ≧ 37 °).
Here, since φ 1 = 90 ° −θ, in order to satisfy the relationship of the incident angle φ 1 ≧ 37 °, θ is set to 53 ° or less.

また、図2(C)に示すように、ガイド導波路コア層2の斜めの側面で反射した光が、Si導波路コア層2からGe層3へ入射するとき、入射角φが約45°以下であればほとんど透過することになる。
このため、光吸収層3に側方から入射させる場合の入射角φを45°以下(入射角φ≦45°)にすれば良い。
As shown in FIG. 2C, when the light reflected by the oblique side surface of the guide waveguide core layer 2 enters the Ge layer 3 from the Si waveguide core layer 2, the incident angle φ 2 is about 45. If it is less than °, it is almost transparent.
For this reason, the incident angle φ 2 when entering the light absorbing layer 3 from the side may be set to 45 ° or less (incident angle φ 2 ≦ 45 °).

ここで、入射角φ≦45°という関係を満足するためには、θは22.5°以上に設定することになる。
これらの結果から、θは22.5°以上53°以下(22.5°≦θ≦53°)に設定するのが好ましいことになる。
また、本実施形態の受光器4による効果を確認すべく、光強度のシミュレーションを行なったところ、図3(A)、図3(B)に示すような結果が得られた。
Here, in order to satisfy the relationship of the incident angle φ 2 ≦ 45 °, θ is set to 22.5 ° or more.
From these results, it is preferable to set θ to 22.5 ° or more and 53 ° or less (22.5 ° ≦ θ ≦ 53 °).
Further, when a light intensity simulation was performed in order to confirm the effect of the light receiver 4 of the present embodiment, results as shown in FIGS. 3A and 3B were obtained.

ここで、図3(A)、図3(B)は、図11(A)、図11(B)に示す構造を有する一般的な受光器と本実施形態の受光器[図1(A)、図1(B)参照]における光吸収を確認するために、それぞれの受光器における光強度を計算した結果を示している。
なお、図3(A)は、図11(A)、図11(B)に示す構造を有する一般的な受光器における光強度を計算した結果を示しており、図3(B)は、本実施形態の受光器[図1(A)、図1(B)参照]における光強度を計算した結果を示している。また、ここでは、差異を明確にするために、同じ受光面積(光吸収層の上面の面積;ここでは8×30μm)で比較している。また、図3(A)、図3(B)中、矢印は、光吸収層の長さ、即ち、受光素子の素子長を示している。
Here, FIGS. 3A and 3B show a general light receiver having the structure shown in FIGS. 11A and 11B and the light receiver of the present embodiment [FIG. FIG. 1B shows the result of calculating the light intensity in each light receiver in order to confirm the light absorption in FIG.
3A shows the result of calculating the light intensity in a general light receiver having the structure shown in FIGS. 11A and 11B. FIG. The result of having calculated the light intensity in the light receiver [refer to Drawing 1 (A) and Drawing 1 (B)] of an embodiment is shown. Further, here, in order to clarify the difference, the comparison is made with the same light receiving area (the area of the upper surface of the light absorption layer; here 8 × 30 μm 2 ). 3A and 3B, the arrow indicates the length of the light absorption layer, that is, the element length of the light receiving element.

図3(A)、図3(B)に示すように、いずれの受光器でも、光導波路を伝搬してきた光は、光吸収層(ここではGe受光部)の入射端で吸収が開始され、受光素子内を伝搬するにしたがって光強度が減少していく。
まず、図11(A)、図11(B)に示す構造を有する一般的な受光器では、図3(A)に示すように、指数関数的に光強度が減少し、約30μmの素子長を伝搬した後、光強度は90%低下し、量子効率は90%であった。
As shown in FIGS. 3 (A) and 3 (B), the light propagating through the optical waveguide in any light receiver starts to be absorbed at the incident end of the light absorption layer (here, the Ge light receiving portion), The light intensity decreases as it propagates through the light receiving element.
First, in a general photodetector having the structure shown in FIGS. 11A and 11B, the light intensity decreases exponentially as shown in FIG. 3A, and the element length is about 30 μm. After propagating through the light, the light intensity decreased by 90% and the quantum efficiency was 90%.

特に、図3(A)中、点線部は傾きが大きくなっており、この領域、即ち、光吸収層の入射端で、ほとんどの光が吸収され、多数のフォトキャリアが生成されていることがわかる。
一方、本実施形態の受光器[図1(A)、図1(B)参照]では、図3(B)に示すように、光強度は、距離に応じて減少するが、図11(A)、図11(B)に示す構造を有する一般的な受光器と比べて緩やかに減少し、約30μmの素子長を伝搬した後、光強度は75%低下し、量子効率は75%であった。
In particular, in FIG. 3A, the dotted line portion has a large inclination, and most of the light is absorbed and a large number of photocarriers are generated in this region, that is, the incident end of the light absorption layer. Recognize.
On the other hand, in the light receiver of this embodiment [see FIGS. 1A and 1B], as shown in FIG. 3B, the light intensity decreases according to the distance, but FIG. 11), the light intensity is reduced by 75% after propagation through an element length of about 30 μm, and the quantum efficiency is 75%. It was.

特に、図3(B)中、点線部は傾きが緩やかになっており、この領域、即ち、光吸収層3の入射端での光吸収は急激ではなく、発生するフォトキャリアも少なく、フォトキャリアの生成が約半分以下に抑えられ、高速特性劣化要因が抑えられることがわかる。これは、光吸収層3の位置を、入力導波路コア層2の幅方向中心位置に対して幅方向の一方の側へずらしていることによる。   In particular, in FIG. 3B, the dotted line portion has a gentle slope, and light absorption at this region, that is, the incident end of the light absorption layer 3 is not abrupt, and there are few photocarriers generated. It can be seen that the generation of is suppressed to about half or less, and the cause of high-speed characteristic deterioration is suppressed. This is because the position of the light absorption layer 3 is shifted to one side in the width direction with respect to the center position in the width direction of the input waveguide core layer 2.

また、光吸収層3の終端の領域で、光強度の低下度合いが緩やかになっており、光が吸収されており、感度の低下が抑制されることがわかる。これは、ガイド導波路コア層2は、入力導波路コア層1の側から反対側へ向けて幅が狭くなっていることによる。
なお、本実施形態の受光器[図1(A)、図1(B)参照]では、量子効率が低下しているが、これは、ガイド導波路コア層2の斜めの側面の角度(減衰角度)を変化させたり、受光素子7の素子幅、素子長などを最適化したりすることで、図11(A)、図11(B)に示す構造を有する一般的な受光器と同程度の量子効率を実現することが可能である。
In addition, it can be seen that in the terminal region of the light absorption layer 3, the degree of decrease in light intensity is moderate, light is absorbed, and the decrease in sensitivity is suppressed. This is because the guide waveguide core layer 2 is narrowed from the input waveguide core layer 1 side to the opposite side.
In the light receiver of this embodiment [see FIGS. 1 (A) and 1 (B)], the quantum efficiency is lowered, but this is due to the angle (attenuation) of the oblique side surface of the guide waveguide core layer 2. Angle) or by optimizing the element width, element length, etc. of the light receiving element 7, the same level as that of a general light receiver having the structure shown in FIGS. 11 (A) and 11 (B). It is possible to achieve quantum efficiency.

例えば、入力導波路コア層1の幅を18μmまで拡げ、即ち、入力導波路コア層1とガイド導波路コア層2を接続する部分の幅を18μmとし、受光部3(Ge層;光吸収層)の幅を4μmとし、長さ(素子長)を60μmとすると、素子長が長くなったことで、量子効率が改善する。この場合、受光面積は図3(B)で光強度を計算したものと同じ面積であるため、素子容量は低容量が維持され、高速性と高効率性(高感度特性)が両立する。   For example, the width of the input waveguide core layer 1 is increased to 18 μm, that is, the width of the portion connecting the input waveguide core layer 1 and the guide waveguide core layer 2 is 18 μm, and the light receiving unit 3 (Ge layer; light absorption layer) ) Is 4 μm and the length (element length) is 60 μm, the quantum efficiency is improved by increasing the element length. In this case, since the light receiving area is the same as the light intensity calculated in FIG. 3B, the element capacity is kept low, and both high speed and high efficiency (high sensitivity characteristics) are achieved.

なお、ガイド導波路コア層2は、上述の構成に限られるものではない。
例えば、図4に示すように、ガイド導波路コア層2は、入力導波路コア層1の側から反対側へ向けて幅が狭くなっており、その幅が段階的に変化しているものとしても良い。つまり、ガイド導波路コア層2は、その斜めの側面の角度が徐々に変化し、その幅が光の伝搬方向に沿って徐々に減少するものとしても良い。ここでは、ガイド導波路コア層2の斜めの側面の角度をθ、θ、θのように段階的に変化させている(θ>θ>θ)。
The guide waveguide core layer 2 is not limited to the above-described configuration.
For example, as shown in FIG. 4, the guide waveguide core layer 2 has a width that decreases from the input waveguide core layer 1 side to the opposite side, and the width changes stepwise. Also good. That is, the guide waveguide core layer 2 may be configured such that the angle of the oblique side surface gradually changes and the width gradually decreases along the light propagation direction. Here, the angle of the oblique side surface of the guide waveguide core layer 2 is changed stepwise such as θ 1 , θ 2 , and θ 31 > θ 2 > θ 3 ).

このように構成することで、光吸収層3(ここではGe層)に側方から入射する光を、光吸収層3の長さ方向に沿って広げることができ、局所的に集中して入射するのを抑えることができる。
つまり、図5(A)に示すように、ガイド導波路コア層2の斜めの側面の角度が一定の場合、ガイド導波路コア層2の斜めの側面で反射し、光吸収層3に側方から入射する光は、図中、点線で囲んだ領域に入射することになる。
With this configuration, the light incident from the side on the light absorption layer 3 (here, the Ge layer) can be spread along the length direction of the light absorption layer 3, and is concentrated and incident locally. Can be suppressed.
That is, as shown in FIG. 5A, when the angle of the oblique side surface of the guide waveguide core layer 2 is constant, the light is reflected by the oblique side surface of the guide waveguide core layer 2 and is laterally reflected by the light absorption layer 3. The light incident from the light enters the region surrounded by the dotted line in the figure.

これに対し、図5(B)に示すように、ガイド導波路コア層2の斜めの側面の角度が段階的に変化している場合、角度が段階的に変化しているガイド導波路コア層2の斜めの側面で異なる角度で反射し、光吸収層3の長さ方向に沿って広がって光吸収層3に側方から入射することになる。このため、光吸収層3に側方から入射する光は、図中、点線で囲んだ領域に入射することになり、光が入射する領域は光吸収層3の長さ方向に沿って広くなる。これにより、光吸収層3に局所的に集中して光が入射するのを抑えることができる。   On the other hand, as shown in FIG. 5B, when the angle of the oblique side surface of the guide waveguide core layer 2 changes stepwise, the guide waveguide core layer where the angle changes stepwise. The light is reflected at different angles on the two oblique side surfaces, spreads along the length direction of the light absorption layer 3, and enters the light absorption layer 3 from the side. For this reason, the light incident on the light absorption layer 3 from the side enters the region surrounded by the dotted line in the figure, and the region where the light is incident widens along the length direction of the light absorption layer 3. . Thereby, it can suppress that light concentrates on the light absorption layer 3, and light enters.

ここで、図5(C)は、ガイド導波路コア層2の斜めの側面の角度をθ=20°、θ=15°、θ=10°(θ>θ>θ)のように変化させた場合の3次元BPM(Beam Propagation Method)シミュレーションの結果を示している。
図5(C)中、白枠が光吸収層3(ここではGe層)であり、光吸収層3に側方から入射する光に局所的に高い光強度になっている部分はなく、光吸収層3内も光強度が抑えられていることがわかる。
Here, FIG. 5C shows the angles of the oblique side surfaces of the guide waveguide core layer 2 as θ 1 = 20 °, θ 2 = 15 °, θ 3 = 10 ° (θ 1 > θ 2 > θ 3 ). The result of the three-dimensional BPM (Beam Propagation Method) simulation in the case of changing as shown in FIG.
In FIG. 5C, the white frame is the light absorption layer 3 (here, the Ge layer), and there is no portion where the light incident on the light absorption layer 3 from the side is locally high in intensity. It can be seen that the light intensity is also suppressed in the absorption layer 3.

また、例えば、図6に示すように、ガイド導波路コア層2は、入力導波路コア層1の側から反対側へ向けて幅が狭くなっている幅変化部分2Xと、幅変化部分2Xに連なり、幅が一定になっている幅一定部分2Yとを備えるものとしても良い。つまり、ガイド導波路コア層2は、その幅が光の伝搬方向に沿って減少した後、光吸収層3の長さ方向に平行になって幅が一定になるようにしても良い。   For example, as shown in FIG. 6, the guide waveguide core layer 2 includes a width changing portion 2 </ b> X whose width is narrowed from the input waveguide core layer 1 side to the opposite side, and a width changing portion 2 </ b> X. It is good also as what is provided with the constant width part 2Y which continues and is constant in width. That is, the guide waveguide core layer 2 may have a constant width in parallel with the length direction of the light absorption layer 3 after its width decreases along the light propagation direction.

これにより、光吸収層3に側方から入射した光が、全て十分に吸収されるようにして、高量子効率を実現できるようにし、感度を向上させることができる。特に、図6中、点線で囲まれた領域付近で入射した光も、光吸収層3内を吸収長以上の距離にわたって伝搬することになるため、高量子効率を実現でき、感度を向上させることができる。
また、例えば、図7(A)、図7(B)に示すように、ガイド導波路コア層2の高濃度第2導電型ドーピング領域2AYが設けられている部分の厚さ(膜厚)を他の部分よりも薄くしても良い。つまり、p側電極6の直下のガイド導波路コア層2のp++型ドーピング領域2AYの厚さを薄くし、薄膜p++型Si層としても良い。
As a result, all the light incident on the light absorption layer 3 from the side can be sufficiently absorbed so that high quantum efficiency can be realized, and the sensitivity can be improved. In particular, in FIG. 6, light incident in the vicinity of the region surrounded by the dotted line also propagates in the light absorption layer 3 over a distance longer than the absorption length, so that high quantum efficiency can be realized and sensitivity can be improved. Can do.
For example, as shown in FIGS. 7A and 7B, the thickness (film thickness) of the portion of the guide waveguide core layer 2 where the high-concentration second conductivity type doping region 2AY is provided is set. It may be thinner than other parts. That is, the thickness of the p ++ type doping region 2AY of the guide waveguide core layer 2 immediately below the p-side electrode 6 may be reduced to form a thin film p ++ type Si layer.

この場合、ガイド導波路コア層2は、光吸収層3の下方に設けられ、第2導電型にドーピングされた第2導電型ドーピング領域2AXと、光吸収層3に対して幅方向の一方の側の厚さが他の部分よりも薄い部分に第2導電型ドーピング領域2AXに連なるように設けられ、第2導電型ドーピング領域2AXよりも高濃度に第2導電型にドーピングされた高濃度第2導電型ドーピング領域2AYと、光吸収層3を挟んで一方の側の反対側に設けられたアンドーピング領域2Bとを備えるものとなる。   In this case, the guide waveguide core layer 2 is provided below the light absorption layer 3 and has a second conductivity type doping region 2AX doped to the second conductivity type and one of the width directions with respect to the light absorption layer 3. The high-concentration first layer is provided in a portion where the thickness on the side is thinner than the other portion so as to be continuous with the second-conductivity-type doping region 2AX and is doped to the second-conductivity type at a higher concentration than the second-conductivity-type doping region 2AX. A two-conductivity-type doping region 2AY and an undoped region 2B provided on the opposite side of one side with the light absorption layer 3 interposed therebetween are provided.

なお、この場合、ガイド導波路コア層2の幅[図7(A)中、符号Aの矢印で示す]に対して第2導電型ドーピング領域2AXの幅[図7(A)中、符号Bの矢印で示す]が大幅に狭くなっている。また、ガイド導波路コア層2の幅[図7(A)中、符号Aで示す]に対して光吸収層3の幅[図7(A)中、符号Cで示す]は狭くなっている。
例えば、ガイド導波路コア層2をハーフエッチングし、この部分に高濃度にp型不純物をドーピングすることによって、p++型ドーピング領域2AYを形成することができる。
In this case, the width of the second conductivity type doping region 2AX [reference symbol B in FIG. 7A] with respect to the width of the guide waveguide core layer 2 [indicated by the arrow A in FIG. 7A]. [Indicated by the arrow] is significantly narrower. In addition, the width of the light absorption layer 3 [indicated by symbol C in FIG. 7A] is narrower than the width of the guide waveguide core layer 2 [indicated by symbol A in FIG. 7A]. .
For example, the p ++ type doping region 2AY can be formed by half-etching the guide waveguide core layer 2 and doping this portion with a p-type impurity at a high concentration.

これにより、ガイド導波路コア層2内を伝搬する光が、高濃度第2導電型ドーピング領域2AY(キャリア濃度が高い領域)に染み出しにくくなり、高濃度第2導電型ドーピング領域2AYでの損失を低減することができる。
次に、本実施形態にかかる受光器の製造方法について説明する。
本実施形態にかかる受光器の製造方法は、入力導波路コア層1と、入力導波路コア層1に連なるガイド導波路コア層2とを設ける工程と、入力導波路コア層1の幅方向中心位置に対して幅方向の一方の側であって、ガイド導波路コア層2の上方に光吸収層3を設ける工程とを含む[例えば図8(A)〜図8(J)参照]。
This makes it difficult for light propagating in the guide waveguide core layer 2 to leak into the high-concentration second conductivity type doping region 2AY (region with high carrier concentration), and loss in the high-concentration second conductivity type doping region 2AY. Can be reduced.
Next, a method for manufacturing the light receiver according to the present embodiment will be described.
The optical receiver manufacturing method according to the present embodiment includes a step of providing an input waveguide core layer 1 and a guide waveguide core layer 2 connected to the input waveguide core layer 1, and a center in the width direction of the input waveguide core layer 1. And a step of providing the light absorption layer 3 on one side in the width direction with respect to the position and above the guide waveguide core layer 2 [see, for example, FIGS. 8A to 8J].

また、ガイド導波路コア層2を設ける工程において、ガイド導波路コア層2を入力導波路コア層1の側から反対側へ向けて幅が狭くなるように設けることが好ましい[例えば図1(A)、図1(B)参照]。
また、ガイド導波路コア層2を設ける工程において、入力導波路コア層1の幅方向中心位置に対して幅方向の一方の側のガイド導波路コア層2にドーピング領域2Aを設け、入力導波路コア層1とドーピング領域2Aの側部との間のガイド導波路コア層2をアンドーピング領域2Bとし、光吸収層3を設ける工程において、光吸収層3をドーピング領域2Aの上方に設けることが好ましい[例えば図8(A)〜図8(J)参照]。
Further, in the step of providing the guide waveguide core layer 2, it is preferable to provide the guide waveguide core layer 2 so that the width becomes narrower from the input waveguide core layer 1 side to the opposite side [for example, FIG. ), FIG. 1 (B)].
Further, in the step of providing the guide waveguide core layer 2, a doping region 2A is provided in the guide waveguide core layer 2 on one side in the width direction with respect to the center position in the width direction of the input waveguide core layer 1, and the input waveguide The guide waveguide core layer 2 between the core layer 1 and the side of the doping region 2A is an undoped region 2B, and in the step of providing the light absorption layer 3, the light absorption layer 3 may be provided above the doping region 2A. Preferred [see, for example, FIGS. 8A to 8J].

また、入力導波路コア層1を設ける工程において、幅が一定になっている幅一定部分1Aと、幅一定部分1Aに連なり、幅一定部分1Aの側からガイド導波路コア層2の側へ向けて幅が広くなっているテーパ部分1Bとを備える入力導波路コア層1を設けることが好ましい[例えば図1(A)、図1(B)参照]。
以下、図8(A)〜図8(J)を参照しながら、具体例を挙げて説明する。
Further, in the step of providing the input waveguide core layer 1, the constant width portion 1 </ b> A having a constant width and the constant width portion 1 </ b> A are connected to the guide waveguide core layer 2 side from the constant width portion 1 </ b> A side. It is preferable to provide an input waveguide core layer 1 including a tapered portion 1B having a wider width [see, for example, FIGS. 1A and 1B].
Hereinafter, a specific example will be described with reference to FIGS. 8 (A) to 8 (J).

なお、図8(A)〜(J)は、図1(B)中、A−A´線に沿う断面図である。
まず、図8(A)に示すように、Si基板8上にSiO層9を挟んでSi層10が設けられているSOI基板11上に、SiO層12を設け、レジスト13をパターニングする。
次に、図8(B)に示すように、レジストパターンを用いて、Si層10までエッチングして、入力導波路コア層1及びガイド導波路コア層2となるSi導波路コア層を形成する。
8A to 8J are cross-sectional views along the line AA ′ in FIG. 1B.
First, as shown in FIG. 8A, an SiO 2 layer 12 is provided on an SOI substrate 11 on which an Si layer 10 is provided on an Si substrate 8 with a SiO 2 layer 9 interposed therebetween, and a resist 13 is patterned. .
Next, as shown in FIG. 8B, using the resist pattern, etching is performed up to the Si layer 10 to form the Si waveguide core layer that becomes the input waveguide core layer 1 and the guide waveguide core layer 2. .

次に、図8(C)に示すように、ガイド導波路コア層2となるSi導波路コア層の一部にp型不純物をドーピングして、p型ドーピング領域(p層;p型Si層)2AXを選択的に形成する。これにより、ガイド導波路コア層2となるSi導波路コア層に、ドーピング領域2Aと、アンドーピング領域2Bが形成される。
次に、図8(D)に示すように、p型ドーピング領域2AXの一部を選択的にエッチングして、その厚さを例えば約100nm程度に薄くする。
Next, as shown in FIG. 8C, a p-type impurity is doped into a part of the Si waveguide core layer to be the guide waveguide core layer 2 to form a p + -type doping region (p + layer; p + Type Si layer) 2AX is selectively formed. As a result, the doping region 2A and the undoped region 2B are formed in the Si waveguide core layer to be the guide waveguide core layer 2.
Next, as shown in FIG. 8D, a part of the p + -type doping region 2AX is selectively etched to reduce its thickness to about 100 nm, for example.

次に、図8(E)に示すように、薄膜化したp型ドーピング領域2AXに、さらにp型不純物を高濃度にドーピングして、p++型ドーピング領域(p++層;p++型Si層)2AYを選択的に形成する。
次に、図8(F)に示すように、p型ドーピング領域2AXの上方に選択成長用の窓14を形成する。
Next, as shown in FIG. 8E, the thinned p + -type doping region 2AX is further doped with a p-type impurity at a high concentration to form a p + + -type doping region (p + + layer; p + + -type Si). Layer) 2AY is selectively formed.
Next, as shown in FIG. 8F, a selective growth window 14 is formed above the p + -type doping region 2AX.

次に、図8(G)に示すように、p型ドーピング領域2AX上に、光吸収層3(受光層;受光部)となるGe層を選択的に成長させる。
次に、図8(H)に示すように、Ge層3の表面を覆うように、パッシベーション膜としてのSi膜15を形成する。
次に、図8(I)に示すように、Ge層3の上方のSi膜15にn型不純物をドーピングして、n型ドーピング領域(n層;n型Si層)3Aを形成する。
Next, as shown in FIG. 8G, a Ge layer to be the light absorption layer 3 (light receiving layer; light receiving portion) is selectively grown on the p + -type doping region 2AX.
Next, as shown in FIG. 8H, a Si film 15 as a passivation film is formed so as to cover the surface of the Ge layer 3.
Next, as shown in FIG. 8 (I), an n + type doping region (n + layer; n + type Si layer) 3A is formed by doping the Si film 15 above the Ge layer 3 with an n type impurity. To do.

次に、図8(J)に示すように、全体をSiO層16でカバーし、パターニングした後、n型ドーピング領域3Aの上にn側電極5を形成し、p++型ドーピング領域2AYの上にp側電極6を形成する。
このようにして、本実施形態の受光器4を製造することができる。
ところで、上述のように構成される受光器4は、バランス型受光器に適用することができる。
Next, as shown in FIG. 8 (J), after covering the whole with the SiO 2 layer 16 and patterning, the n-side electrode 5 is formed on the n + -type doping region 3A, and the p + -type doping region 2AY is formed. A p-side electrode 6 is formed thereon.
In this way, the light receiver 4 of this embodiment can be manufactured.
By the way, the light receiver 4 configured as described above can be applied to a balanced light receiver.

この場合、図9(A)に示すように、バランス型受光器17は、上述のように構成される受光器4(4A、4B)が2つ平行に並んだ構造を備えるものとし、一方の受光器(第1受光器)4Aに備えられる一方の電極(第1電極)5Aと他方の受光器(第2受光器)4Bに備えられる一方の電極(第3電極)6Bを信号線18(ここでは高速信号の信号線)に接続し、一方の受光器4Aに備えられる他方の電極(第2電極)6Aをグランド線(第1グランド線)19に接続し、他方の受光器4Bに備えられる他方の電極(第4電極)5Bをグランド線(第2グランド線)20に接続した構造を有するものとすれば良い。ここでは、信号線18及びグランド線19、20にはそれぞれボンディングパッド21〜23が設けられている。このように構成されるバランス型受光器17の回路構成は、図9(B)に示すようになる。   In this case, as shown in FIG. 9A, the balanced light receiver 17 has a structure in which two light receivers 4 (4A, 4B) configured as described above are arranged in parallel. One electrode (first electrode) 5A provided in the light receiver (first light receiver) 4A and one electrode (third electrode) 6B provided in the other light receiver (second light receiver) 4B are connected to the signal line 18 ( Here, the other electrode (second electrode) 6A provided in one light receiver 4A is connected to the ground line (first ground line) 19 and provided in the other light receiver 4B. The other electrode (fourth electrode) 5 </ b> B may be configured to be connected to the ground line (second ground line) 20. Here, bonding pads 21 to 23 are provided on the signal line 18 and the ground lines 19 and 20, respectively. The circuit configuration of the balance type light receiver 17 configured as described above is as shown in FIG.

この場合、バランス型受光器17は、第1受光器4Aと、第2受光器4Bとを備え、第1受光器4Aが、上述のように構成され、即ち、第1入力導波路コア層と、第1入力導波路コア層に連なる第1ガイド導波路コア層と、第1入力導波路コア層の幅方向中心位置に対して幅方向の一方の側であって、第1ガイド導波路コア層の上方に設けられた第1光吸収層と、第1光吸収層の厚さ方向の一方の側に接続された第1電極と、第1光吸収層の厚さ方向の他方の側に接続された第2電極とを備えるものとして構成され、第2受光器4Bが、上述のように構成され、即ち、第2入力導波路コア層と、第2入力導波路コア層に連なる第2ガイド導波路コア層と、第2入力導波路コア層の幅方向中心位置に対して幅方向の一方の側であって、第2ガイド導波路コア層の上方に設けられた第2光吸収層と、第2光吸収層の厚さ方向の一方の側に接続された第3電極と、第2光吸収層の厚さ方向の他方の側に接続された第4電極とを備えるものとして構成され、さらに、第1電極と第3電極が接続された信号線と、第2電極が接続された第1グランド線と、第4電極が接続された第2グランド線とを備えるものとなる。   In this case, the balanced light receiver 17 includes the first light receiver 4A and the second light receiver 4B, and the first light receiver 4A is configured as described above, that is, the first input waveguide core layer and the first light receiver 4A. A first guide waveguide core layer continuous with the first input waveguide core layer, and a first guide waveguide core on one side in the width direction with respect to the center position in the width direction of the first input waveguide core layer. A first light absorption layer provided above the layer, a first electrode connected to one side in the thickness direction of the first light absorption layer, and the other side in the thickness direction of the first light absorption layer. The second light receiver 4B is configured as described above, that is, the second input waveguide core layer and the second input waveguide core layer connected to the second input waveguide core layer. The guide waveguide core layer and the second input waveguide core layer on one side in the width direction with respect to the center position in the width direction, the second guide A second light absorbing layer provided above the waveguide core layer; a third electrode connected to one side in the thickness direction of the second light absorbing layer; and the other in the thickness direction of the second light absorbing layer. A fourth electrode connected to the first electrode, a signal line connected to the first electrode and the third electrode, a first ground line connected to the second electrode, and a fourth electrode. Are connected to the second ground line.

また、第1ガイド導波路コア層は、第1入力導波路コア層の側から反対側へ向けて幅が狭くなっており、第2ガイド導波路コア層は、第2入力導波路コア層の側から反対側へ向けて幅が狭くなっていることが好ましい。
また、第1ガイド導波路コア層は、第1光吸収層の下方に設けられた第1ドーピング領域と、第1入力導波路コア層と第1ドーピング領域の側部との間に設けられた第1アンドーピング領域とを備え、第2ガイド導波路コア層は、第2光吸収層の下方に設けられた第2ドーピング領域と、第2入力導波路コア層と第2ドーピング領域の側部との間に設けられた第2アンドーピング領域とを備えることが好ましい。
The first guide waveguide core layer has a width that decreases from the first input waveguide core layer side to the opposite side, and the second guide waveguide core layer is the same as the second input waveguide core layer. The width is preferably narrower from the side toward the opposite side.
The first guide waveguide core layer is provided between the first doping region provided below the first light absorption layer, and the first input waveguide core layer and the side of the first doping region. And a second guide waveguide core layer including a second doping region provided below the second light absorption layer, a second input waveguide core layer, and a side portion of the second doping region. And a second undoped region provided between the two.

また、第1入力導波路コア層は、幅が一定になっている第1幅一定部分と、第1幅一定部分に連なり、第1幅一定部分の側から第1ガイド導波路コア層の側へ向けて幅が広くなっている第1テーパ部分とを備え、第2入力導波路コア層は、幅が一定になっている第2幅一定部分と、第2幅一定部分に連なり、第2幅一定部分の側から第2ガイド導波路コア層の側へ向けて幅が広くなっている第2テーパ部分とを備えることが好ましい。   The first input waveguide core layer is connected to a first constant width portion having a constant width and a first constant width portion, and from the first constant width portion side to the first guide waveguide core layer side. The second input waveguide core layer is connected to the second constant width portion having a constant width, the second constant width portion, and the second constant width portion. It is preferable to include a second taper portion having a width that increases from the constant width portion side toward the second guide waveguide core layer side.

ところで、このように構成されるバランス型受光器17、即ち、上述のように構成される受光器4を適用したバランス型受光器17を備えるものとして、受信機や送受信機を構成することができる。
例えば、図10に示すように、Si細線光集積回路(Si光導波路)と上述のように構成される受光器4(バランス型受光器17)とをSi基板30上にモノリシック集積して、デジタル・コヒーレント送受信機31を構成することができる。
By the way, a receiver or a transmitter / receiver can be configured as including the balance type light receiver 17 configured as described above, that is, the balance type light receiver 17 to which the light receiver 4 configured as described above is applied. .
For example, as shown in FIG. 10, a Si thin-line optical integrated circuit (Si optical waveguide) and the light receiver 4 (balanced light receiver 17) configured as described above are monolithically integrated on a Si substrate 30 and digitally integrated. A coherent transceiver 31 can be configured.

ここでは、受信機として機能する部分36は、上述のように構成される4つのバランス型受光器17A〜17Dと、2つの90°ハイブリッド素子32A、32Bと、1つの偏波ビームスプリッタ(PBS)素子33と、1つの偏波回転素子34とを備え、これらがSi光導波路35で接続されている。
また、送信機として機能する部分37は、2つのIQ変調器38、39と、1つの偏波コンバイナ素子40と、1つの偏波回転素子41とを備え、これらがSi光導波路42で接続されている。ここでは、2つのIQ変調器38、39は、それぞれ、2つのシリコン変調器(マッハツェンダ変調器)43A、43B、44A、44Bを並列に接続することによって構成されている。
Here, the portion 36 functioning as a receiver includes four balanced light receivers 17A to 17D configured as described above, two 90 ° hybrid elements 32A and 32B, and one polarization beam splitter (PBS). An element 33 and one polarization rotation element 34 are provided, and these are connected by a Si optical waveguide 35.
The portion 37 functioning as a transmitter includes two IQ modulators 38 and 39, one polarization combiner element 40, and one polarization rotation element 41, which are connected by a Si optical waveguide 42. ing. Here, the two IQ modulators 38 and 39 are configured by connecting two silicon modulators (Mach-Zehnder modulators) 43A, 43B, 44A, and 44B in parallel, respectively.

そして、光ファイバ45及びレンズ46を介して入力される局発光が、モード変換導波路47を経て、2分岐され、その一方は受信機として機能する部分36に、もう一方は送信機として機能する部分37に入力される。
また、受信機として機能する部分36では、局発光がさらに2分岐された後、2つの90°ハイブリッド素子32A、32Bのそれぞれに入力される。
The local light input through the optical fiber 45 and the lens 46 is branched into two through the mode conversion waveguide 47, one of which functions as a receiver 36 and the other as a transmitter. Input to part 37.
Further, in the portion 36 functioning as a receiver, the local light is further branched into two, and then input to each of the two 90 ° hybrid elements 32A and 32B.

また、光ファイバ48及びレンズ49を介して入力される信号光(受信信号)は、モード変換導波路50を経て、偏波ビームスプリッタ素子33によって導波路の直交する2偏波(TE偏波及びTM偏波)成分に分けられ、TE偏波の光が、2つの90°ハイブリッド素子32A、32Bの一方に入力され、TM偏波の光は、偏波回転素子34によってTE偏波光に変換されて、2つの90°ハイブリッド素子32A、32Bの他方に入力される。   In addition, signal light (received signal) input through the optical fiber 48 and the lens 49 passes through the mode conversion waveguide 50, and is polarized by two polarization beams (TE polarized wave and The TM polarized light is input to one of the two 90 ° hybrid elements 32A and 32B, and the TM polarized light is converted into TE polarized light by the polarization rotating element 34. Is input to the other of the two 90 ° hybrid elements 32A and 32B.

そして、2つの90°ハイブリッド素子32A、32Bのそれぞれにおいて、局発光と信号光とが混合されて処理され、それぞれの90°ハイブリッド素子32A、32Bの4つの出力ポートのそれぞれに接続された受光器4A〜4H(ここではGe受光器)によって電気信号に変換(光電変換)されて出力される。
ここでは、8つの受光器4A〜4Hによって4つのバランス型受光器17A〜17Dが構成され、2つの90°ハイブリッド素子32A、32Bに4つのバランス型受光器17A〜17Dが接続されるため、合計4つのバランス型受光器17A〜17Dから電気信号が出力されることになる。
In each of the two 90 ° hybrid elements 32A and 32B, the local light and the signal light are mixed and processed, and the light receivers are connected to the four output ports of the respective 90 ° hybrid elements 32A and 32B. It is converted into an electrical signal (photoelectric conversion) by 4A to 4H (here, Ge light receiver) and output.
Here, four balance type light receivers 17A to 17D are constituted by eight light receivers 4A to 4H, and four balance type light receivers 17A to 17D are connected to two 90 ° hybrid elements 32A and 32B. Electrical signals are output from the four balanced light receivers 17A to 17D.

また、送信機として機能する部分37では、局発光がさらに2分岐された後、2つのIQ変調器38、39によって処理されて独立したQPSK信号(TE偏波の光)に変換される。
そして、これらの2つのQPSK信号のうちの一方は偏波回転素子41によってTM偏波の光に変換され、偏波コンバイナ素子40によって、他方のTE偏波の光と合波(偏波多重)され、信号光(送信信号)として、モード変換導波路51を経て、レンズ52を介して、光ファイバ53へ出力されることになる。
In the portion 37 functioning as a transmitter, the local light is further branched into two, and then processed by the two IQ modulators 38 and 39 to be converted into independent QPSK signals (TE-polarized light).
One of these two QPSK signals is converted into TM polarized light by the polarization rotation element 41, and combined with the other TE polarized light by the polarization combiner element 40 (polarization multiplexing). Then, signal light (transmission signal) is output to the optical fiber 53 through the mode conversion waveguide 51 and the lens 52.

したがって、本実施形態にかかる受光器、バランス型受光器、受光器の製造方法によれば、例えば受光器への入力光強度が大きい場合などに、高速特性の劣化を抑制できるという効果を有する。
ところで、上述のような構成を採用しているのは、以下の理由による。
デジタル・コヒーレント伝送は、将来の高速大容量光ネットワークの中で有力な通信方式と考えられている。
Therefore, according to the light receiving device, the balance type light receiving device, and the light receiving device manufacturing method according to the present embodiment, for example, when the input light intensity to the light receiving device is large, it is possible to suppress the deterioration of the high speed characteristics.
By the way, the reason why the above configuration is adopted is as follows.
Digital coherent transmission is considered to be a powerful communication method in the future high-speed and large-capacity optical network.

例えば、デジタル・コヒーレント用光受信器には、光回路部に位相ヘテロダイン光回路と2個のバランス型受光器が集積化されたものがある。
最近、Si細線光集積回路とGe受光器とをSi基板上にモノリシック集積した受信機の研究開発も行われている。
バランス型受光器は、信号光と局発光の位相を基準としてビート光を検出することで高感度な信号を得ることができる。
For example, there is a digital coherent optical receiver in which a phase heterodyne optical circuit and two balanced light receivers are integrated in an optical circuit unit.
Recently, research and development of a receiver in which a Si thin-line optical integrated circuit and a Ge light receiver are monolithically integrated on a Si substrate have been conducted.
The balanced light receiver can obtain a highly sensitive signal by detecting beat light with reference to the phase of signal light and local light.

このようなバランス型受光器において、更なる低ノイズを実現するためには、光強度の強い局発光を光吸収層(受光素子)に入射し、そのビート光を検出する必要がある。
しかしながら、強い光が光吸収層に入射すると、光吸収層で多数のフォトキャリアが発生し、光吸収層内に蓄積することで、遮蔽電界が発生し、その結果、応答速度が低下してしまうことになる。つまり、受光器への入力光強度が大きくなると高速特性が劣化するという課題がある。
In such a balanced light receiver, in order to realize further low noise, it is necessary to make local light having a strong light intensity incident on the light absorption layer (light receiving element) and detect the beat light.
However, when strong light is incident on the light absorption layer, a large number of photocarriers are generated in the light absorption layer and accumulated in the light absorption layer, thereby generating a shielding electric field, resulting in a decrease in response speed. It will be. That is, there is a problem that the high-speed characteristics deteriorate when the input light intensity to the light receiver increases.

また、例えば図11(A)、図11(B)に示すような受光器では、図11(A)から分かるように、受光器の光入力部100で導波路コア層101の幅を拡げることで、伝搬光の幅を広げている。
この構造では、受光器において光吸収層102で発生するフォトキャリアの密度を下げることで、上述のフォトキャリアの蓄積の影響を緩和することができると考えられる。
Further, for example, in a light receiver as shown in FIGS. 11A and 11B, the width of the waveguide core layer 101 is increased at the light input portion 100 of the light receiver, as can be seen from FIG. 11A. In this way, the width of the propagation light is increased.
In this structure, it is considered that the influence of the above-described accumulation of photocarriers can be reduced by reducing the density of photocarriers generated in the light absorption layer 102 in the light receiver.

しかしながら、この構造では、p層103とその上のp側電極104の幅の分だけの差はあるものの、導波路コア層101の幅[図11(B)中、符号Bで示す]と光吸収層102の幅[図11(B)中、符号Aで示す]が同様に拡げられている。そして、拡げられた導波路コア層101のほぼ全幅に渡ってp型不純物がドーピングされたドーピング領域(p層)105が設けられている。なお、光吸収層102の上部はn層106になっており、その上にn側電極107が設けられている。 However, in this structure, although there is a difference corresponding to the width of the p + layer 103 and the p-side electrode 104 thereon, the width of the waveguide core layer 101 [indicated by reference sign B in FIG. The width of the light absorption layer 102 [indicated by symbol A in FIG. 11B] is similarly expanded. A doped region (p layer) 105 doped with a p-type impurity is provided over almost the entire width of the expanded waveguide core layer 101. Note that an upper portion of the light absorption layer 102 is an n + layer 106, and an n-side electrode 107 is provided thereon.

このため、このドーパントによって、フォトキャリアに寄与しない自由キャリア吸収が生じてしまい、損失として受光感度が低下してしまうという課題が生じる。
また、この自由キャリア吸収をなるべく抑えるために、p型不純物のドーピング濃度をできるだけ低く設定することが考えられる。
しかしながら、この場合、光吸収層(受光部)102とp側電極104の間にシート抵抗が発生し、CR時定数が大きくなり、応答速度を低下させる要因となってしまう。
For this reason, this dopant causes free carrier absorption that does not contribute to photocarriers, resulting in a problem that the light receiving sensitivity is reduced as a loss.
In order to suppress this free carrier absorption as much as possible, it is conceivable to set the doping concentration of the p-type impurity as low as possible.
However, in this case, sheet resistance is generated between the light absorption layer (light receiving portion) 102 and the p-side electrode 104, and the CR time constant increases, which causes a reduction in response speed.

また、図12(A)、図12(B)に示すような受光器では、拡げられた導波路コア層108上の一部に光吸収層109が設けられ、導波路コア層108の幅[図12(B)中、符号Bで示す]に対して光吸収層109の幅[図12(B)中、符号Aで示す]が狭くなっている(B>A)。なお、光吸収層109上にはp層111、p層112、p側電極113が順に設けられており、また、後述のn層110上にn側電極114が設けられている。 12A and 12B, the light absorption layer 109 is provided on a part of the expanded waveguide core layer 108, and the width of the waveguide core layer 108 [ The width of the light absorption layer 109 [indicated by reference A in FIG. 12B] is narrower than that indicated by reference B in FIG. 12B (B> A). Note that a p layer 111, a p + layer 112, and a p side electrode 113 are sequentially provided on the light absorption layer 109, and an n side electrode 114 is provided on an n + layer 110 described later.

そして、図12(A)に示すように、導波路コア層108の幅を光の伝搬方向に狭める構造となっている。これは、光が伝搬していくと、光吸収層109による吸収によって光の強度が低下していくことを考慮して、必要なだけ伝搬光が集光されるようにするためである。
しかしながら、この構造でも、図12(A)、図12(B)に示すような受光器の場合と同様に、導波路コア層108の幅方向の全体に渡ってドーピングされてn層になっているため、拡げられた伝搬光にフォトキャリアに寄与しない吸収、即ち、自由キャリア損失が生じてしまうという課題がある。特に、この構造では、低抵抗化のために、図12(B)に示すように、n層110を設けているが、このn層110において、この課題は顕著になる。
As shown in FIG. 12A, the width of the waveguide core layer 108 is narrowed in the light propagation direction. This is because as the light propagates, the propagation light is collected as much as necessary in consideration of the fact that the intensity of the light decreases due to absorption by the light absorption layer 109.
However, even in this structure, as in the case of the light receiver as shown in FIGS. 12A and 12B, the entire waveguide core layer 108 is doped in the width direction to become an n layer. Therefore, there is a problem that absorption that does not contribute to the photocarrier, that is, free carrier loss occurs in the spread propagation light. In particular, in this structure, an n + layer 110 is provided as shown in FIG. 12B to reduce the resistance. However, this problem becomes significant in the n + layer 110.

また、拡大された伝搬光の強度が大きい中心付近にもドーピング領域(n層108、n層110)が設けられているため、自由キャリア損失の影響は大きくなる。
そこで、本実施形態では、上述のような構成を採用している。
なお、本発明は、上述した実施形態に記載した構成に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形することが可能である。
In addition, since the doping region (n layer 108, n + layer 110) is also provided near the center where the intensity of the expanded propagation light is large, the influence of free carrier loss becomes large.
Therefore, in the present embodiment, the configuration as described above is adopted.
In addition, this invention is not limited to the structure described in embodiment mentioned above, A various deformation | transformation is possible in the range which does not deviate from the meaning of this invention.

以下、上述の実施形態に関し、更に、付記を開示する。
(付記1)
入力導波路コア層と、
前記入力導波路コア層に連なるガイド導波路コア層と、
前記入力導波路コア層の幅方向中心位置に対して幅方向の一方の側であって、前記ガイド導波路コア層の上方に設けられた光吸収層とを備えることを特徴とする受光器。
Hereinafter, additional notes will be disclosed regarding the above-described embodiment.
(Appendix 1)
An input waveguide core layer;
A guide waveguide core layer connected to the input waveguide core layer;
A light receiver comprising: a light absorption layer provided on one side in the width direction with respect to the center position in the width direction of the input waveguide core layer and above the guide waveguide core layer.

(付記2)
前記ガイド導波路コア層は、前記入力導波路コア層の側から反対側へ向けて幅が狭くなっていることを特徴とする、付記1に記載の受光器。
(付記3)
前記ガイド導波路コア層は、幅が段階的に変化していることを特徴とする、付記2に記載の受光器。
(Appendix 2)
The light receiver according to appendix 1, wherein the guide waveguide core layer has a width that decreases from the input waveguide core layer side to the opposite side.
(Appendix 3)
The light receiver according to appendix 2, wherein the guide waveguide core layer has a width that changes stepwise.

(付記4)
前記ガイド導波路コア層は、前記入力導波路コア層の側から反対側へ向けて幅が狭くなっている幅変化部分と、前記幅変化部分に連なり、幅が一定になっている幅一定部分とを備えることを特徴とする、付記1に記載の受光器。
(付記5)
前記ガイド導波路コア層は、前記光吸収層の下方に設けられたドーピング領域と、前記入力導波路コア層と前記ドーピング領域の側部との間に設けられたアンドーピング領域とを備えることを特徴とする、付記1〜4のいずれか1項に記載の受光器。
(Appendix 4)
The guide waveguide core layer includes a width changing portion that is narrowed from the input waveguide core layer side to the opposite side, and a width constant portion that is continuous with the width changing portion and has a constant width. The light receiver according to claim 1, further comprising:
(Appendix 5)
The guide waveguide core layer includes a doping region provided below the light absorption layer, and an undoping region provided between the input waveguide core layer and a side portion of the doping region. The light receiver according to any one of appendices 1 to 4, which is characterized by the following.

(付記6)
前記光吸収層の厚さ方向の一方の側に接続された第1電極と、
前記光吸収層の厚さ方向の他方の側に接続された第2電極とを備えることを特徴とする、付記1〜5のいずれか1項に記載の受光器。
(付記7)
前記光吸収層は、表面側に第1導電型にドーピングされた第1導電型ドーピング領域を備え、
前記ガイド導波路コア層は、前記光吸収層の下方から幅方向の一方の側へ延び、第2導電型にドーピングされた第2導電型ドーピング領域と、前記光吸収層を挟んで前記一方の側の反対側に設けられたアンドーピング領域と、前記第2導電型ドーピング領域の一方の側へ延びた部分の表面側に設けられ、他の部分よりも高濃度に第2導電型にドーピングされた高濃度第2導電型ドーピング領域とを備え、
前記第1導電型ドーピング領域上に第1電極を備え、
前記高濃度第2導電型ドーピング領域上に第2電極を備えることを特徴とする、付記1〜4のいずれか1項に記載の受光器。
(Appendix 6)
A first electrode connected to one side in the thickness direction of the light absorption layer;
The light receiver according to any one of appendices 1 to 5, further comprising a second electrode connected to the other side in the thickness direction of the light absorption layer.
(Appendix 7)
The light absorption layer includes a first conductivity type doping region doped to the first conductivity type on the surface side,
The guide waveguide core layer extends from the lower side of the light absorption layer to one side in the width direction, the second conductivity type doping region doped with the second conductivity type, and the one of the light absorption layers Provided on the surface side of the undoped region provided on the opposite side of the side and the portion extending to one side of the second conductivity type doping region, and doped to the second conductivity type at a higher concentration than the other portion. And a high concentration second conductivity type doping region,
A first electrode on the first conductivity type doping region;
The light receiver according to any one of appendices 1 to 4, further comprising a second electrode on the high-concentration second conductivity type doping region.

(付記8)
前記光吸収層は、表面側に第1導電型にドーピングされた第1導電型ドーピング領域を備え、
前記ガイド導波路コア層は、前記光吸収層の下方に設けられ、第2導電型にドーピングされた第2導電型ドーピング領域と、前記光吸収層に対して幅方向の一方の側の厚さが他の部分よりも薄い部分に前記第2導電型ドーピング領域に連なるように設けられ、前記第2導電型ドーピング領域よりも高濃度に第2導電型にドーピングされた高濃度第2導電型ドーピング領域と、前記光吸収層を挟んで前記一方の側の反対側に設けられたアンドーピング領域とを備え、
前記第1導電型ドーピング領域上に第1電極を備え、
前記高濃度第2導電型ドーピング領域上に第2電極を備えることを特徴とする、付記1〜4のいずれか1項に記載の受光器。
(Appendix 8)
The light absorption layer includes a first conductivity type doping region doped to the first conductivity type on the surface side,
The guide waveguide core layer is provided below the light absorption layer, has a second conductivity type doping region doped with a second conductivity type, and a thickness on one side in the width direction with respect to the light absorption layer. Is provided in a portion thinner than the other portion so as to be continuous with the second conductivity type doping region, and is doped to the second conductivity type at a higher concentration than the second conductivity type doping region. A region, and an undoped region provided on the opposite side of the one side across the light absorption layer,
A first electrode on the first conductivity type doping region;
The light receiver according to any one of appendices 1 to 4, further comprising a second electrode on the high-concentration second conductivity type doping region.

(付記9)
前記入力導波路コア層は、幅が一定になっている幅一定部分と、前記幅一定部分に連なり、前記幅一定部分の側から前記ガイド導波路コア層の側へ向けて幅が広くなっているテーパ部分とを備えることを特徴とする、付記1〜8のいずれか1項に記載の受光器。
(付記10)
第1受光器と、
第2受光器とを備え、
前記第1受光器は、
第1入力導波路コア層と、
前記第1入力導波路コア層に連なる第1ガイド導波路コア層と、
前記第1入力導波路コア層の幅方向中心位置に対して幅方向の一方の側であって、前記第1ガイド導波路コア層の上方に設けられた第1光吸収層と、
前記第1光吸収層の厚さ方向の一方の側に接続された第1電極と、
前記第1光吸収層の厚さ方向の他方の側に接続された第2電極とを備え、
前記第2受光器は、
第2入力導波路コア層と、
前記第2入力導波路コア層に連なる第2ガイド導波路コア層と、
前記第2入力導波路コア層の幅方向中心位置に対して幅方向の一方の側であって、前記第2ガイド導波路コア層の上方に設けられた第2光吸収層と、
前記第2光吸収層の厚さ方向の一方の側に接続された第3電極と、
前記第2光吸収層の厚さ方向の他方の側に接続された第4電極とを備え、
さらに、前記第1電極と前記第3電極が接続された信号線と、
前記第2電極が接続された第1グランド線と、
前記第4電極が接続された第2グランド線とを備えることを特徴とするバランス型受光器。
(Appendix 9)
The input waveguide core layer is connected to the constant width portion having a constant width and the constant width portion, and the width increases from the constant width portion side toward the guide waveguide core layer side. The optical receiver according to any one of appendices 1 to 8, further comprising a tapered portion.
(Appendix 10)
A first receiver;
A second receiver,
The first light receiver
A first input waveguide core layer;
A first guide waveguide core layer connected to the first input waveguide core layer;
A first light absorption layer provided on one side in the width direction with respect to the center position in the width direction of the first input waveguide core layer and above the first guide waveguide core layer;
A first electrode connected to one side in the thickness direction of the first light absorption layer;
A second electrode connected to the other side in the thickness direction of the first light absorption layer,
The second light receiver
A second input waveguide core layer;
A second guide waveguide core layer connected to the second input waveguide core layer;
A second light absorbing layer provided on one side in the width direction with respect to the center position in the width direction of the second input waveguide core layer and above the second guide waveguide core layer;
A third electrode connected to one side of the second light absorption layer in the thickness direction;
A fourth electrode connected to the other side in the thickness direction of the second light absorption layer,
Furthermore, a signal line to which the first electrode and the third electrode are connected;
A first ground line to which the second electrode is connected;
And a second ground line to which the fourth electrode is connected.

(付記11)
前記第1ガイド導波路コア層は、前記第1入力導波路コア層の側から反対側へ向けて幅が狭くなっており、
前記第2ガイド導波路コア層は、前記第2入力導波路コア層の側から反対側へ向けて幅が狭くなっていることを特徴とする、付記10に記載のバランス型受光器。
(Appendix 11)
The width of the first guide waveguide core layer is narrowed from the first input waveguide core layer side to the opposite side,
11. The balanced light receiver according to appendix 10, wherein the width of the second guide waveguide core layer is narrowed from the second input waveguide core layer side to the opposite side.

(付記12)
前記第1ガイド導波路コア層は、前記第1光吸収層の下方に設けられた第1ドーピング領域と、前記第1入力導波路コア層と前記第1ドーピング領域の側部との間に設けられた第1アンドーピング領域とを備え、
前記第2ガイド導波路コア層は、前記第2光吸収層の下方に設けられた第2ドーピング領域と、前記第2入力導波路コア層と前記第2ドーピング領域の側部との間に設けられた第2アンドーピング領域とを備えることを特徴とする、付記10又は11に記載のバランス型受光器。
(Appendix 12)
The first guide waveguide core layer is provided between a first doping region provided below the first light absorption layer and between the first input waveguide core layer and a side portion of the first doping region. A first undoped region formed,
The second guide waveguide core layer is provided between a second doping region provided below the second light absorption layer, and a side portion of the second input waveguide core layer and the second doping region. The balanced light receiver according to appendix 10 or 11, further comprising a second undoped region.

(付記13)
前記第1入力導波路コア層は、幅が一定になっている第1幅一定部分と、前記第1幅一定部分に連なり、前記第1幅一定部分の側から前記第1ガイド導波路コア層の側へ向けて幅が広くなっている第1テーパ部分とを備え、
前記第2入力導波路コア層は、幅が一定になっている第2幅一定部分と、前記第2幅一定部分に連なり、前記第2幅一定部分の側から前記第2ガイド導波路コア層の側へ向けて幅が広くなっている第2テーパ部分とを備えることを特徴とする、付記10〜12のいずれか1項に記載のバランス型受光器。
(Appendix 13)
The first input waveguide core layer is connected to a first constant width portion having a constant width and the first constant width portion, and the first guide waveguide core layer from the first constant width portion side. A first taper portion that is wider toward the side of
The second input waveguide core layer is connected to a second constant width portion having a constant width and the second constant width portion, and the second guide waveguide core layer from the second constant width portion side. The balanced light receiver according to any one of appendices 10 to 12, further comprising a second taper portion having a width that increases toward the side.

(付記14)
入力導波路コア層と、前記入力導波路コア層に連なるガイド導波路コア層とを設ける工程と、
前記入力導波路コア層の幅方向中心位置に対して幅方向の一方の側であって、前記ガイド導波路コア層の上方に光吸収層を設ける工程とを含むことを特徴とする受光器の製造方法。
(Appendix 14)
Providing an input waveguide core layer and a guide waveguide core layer connected to the input waveguide core layer;
A step of providing a light absorption layer on one side in the width direction with respect to the center position in the width direction of the input waveguide core layer and above the guide waveguide core layer. Production method.

(付記15)
前記ガイド導波路コア層を設ける工程において、前記ガイド導波路コア層を前記入力導波路コア層の側から反対側へ向けて幅が狭くなるように設けることを特徴とする、付記14に記載の受光器の製造方法。
(付記16)
前記ガイド導波路コア層を設ける工程において、前記入力導波路コア層の幅方向中心位置に対して幅方向の一方の側の前記ガイド導波路コア層にドーピング領域を設け、前記入力導波路コア層と前記ドーピング領域の側部との間の前記ガイド導波路コア層をアンドーピング領域とし、
前記光吸収層を設ける工程において、前記光吸収層を前記ドーピング領域の上方に設けることを特徴とする、付記14又は15に記載の受光器の製造方法。
(Appendix 15)
The supplementary note 14 is characterized in that, in the step of providing the guide waveguide core layer, the guide waveguide core layer is provided so that a width becomes narrower from the input waveguide core layer side toward the opposite side. A method of manufacturing a photoreceiver.
(Appendix 16)
In the step of providing the guide waveguide core layer, a doping region is provided in the guide waveguide core layer on one side in the width direction with respect to the center position in the width direction of the input waveguide core layer, and the input waveguide core layer And the guide waveguide core layer between the doped region and the side of the doped region as an undoped region,
16. The method of manufacturing a light receiver according to appendix 14 or 15, wherein, in the step of providing the light absorption layer, the light absorption layer is provided above the doping region.

(付記17)
前記入力導波路コア層を設ける工程において、幅が一定になっている幅一定部分と、前記幅一定部分に連なり、前記幅一定部分の側から前記ガイド導波路コア層の側へ向けて幅が広くなっているテーパ部分とを備える入力導波路コア層を設けることを特徴とする、付記14〜16のいずれか1項に記載の受光器の製造方法。
(Appendix 17)
In the step of providing the input waveguide core layer, a constant width portion having a constant width and a width extending from the constant width portion side toward the guide waveguide core layer side are connected to the constant width portion. The method for manufacturing a light receiver according to any one of appendices 14 to 16, wherein an input waveguide core layer including a tapered portion that is wide is provided.

1 入力導波路コア層(Siコア層;Si導波路コア層)
1A 幅一定部分
1B テーパ部分
2 ガイド導波路コア層(Siコア層;Si導波路コア層)
2A ドーピング領域
2AX 第2導電型ドーピング領域(p型ドーピング領域;p層;p型Si層)
2AY 高濃度第2導電型ドーピング領域(p++型ドーピング領域;p++層;p++型Si層)
2B アンドーピング領域
3 光吸収層(Ge層)
3A 第1導電型ドーピング領域(n型ドーピング領域;n層;n型Si層)
4 受光器
4A 受光器(第1受光器)
4B 受光器(第2受光器)
4C〜4H 受光器
5 第1電極(n側電極)
5A 電極(第1電極)
5B 電極(第4電極)
6 第2電極(p側電極)
6A 電極(第2電極)
6B 電極(第3電極)
7 半導体受光素子
8 Si基板
9 SiO層(クラッド層)
10 Si層
11 SOI基板
12 SiO層(クラッド層)
13 レジスト
14 窓
15 パッシベーション膜(Si膜)
16 SiO層(クラッド層)
17、17A〜17D バランス型受光器
18 信号線
19 グランド線(第1グランド線)
20 グランド線(第2グランド線)
21〜23 ボンディングパッド
30 Si基板
31 デジタル・コヒーレント送受信機
32A、32B 90°ハイブリッド素子
33 偏波ビームスプリッタ(PBS)素子
34 偏波回転素子
35 Si光導波路
36 受信機として機能する部分
37 送信機として機能する部分
38、39 IQ変調器
40 偏波コンバイナ素子
41 偏波回転素子
42 Si光導波路
43A、43B シリコン変調器(マッハツェンダ変調器)
44A、44B シリコン変調器(マッハツェンダ変調器)
45 光ファイバ
46 レンズ
47 モード変換導波路
48 光ファイバ
49 レンズ
50 モード変換導波路
51 モード変換導波路
52 レンズ
53 光ファイバ
100 光入力部
101 導波路コア層
102 光吸収層
103 p++
104 p側電極
105 ドーピング領域(p層)
106 n
107 n側電極
108 導波路コア層
109 光吸収層
110 110
111 p
112 p
113 p側電極
114 n側電極
1 Input waveguide core layer (Si core layer; Si waveguide core layer)
1A Constant width portion 1B Taper portion 2 Guide waveguide core layer (Si core layer; Si waveguide core layer)
2A doping region 2AX second conductivity type doping region (p + type doping region; p + layer; p + type Si layer)
2AY high concentration second conductivity type doping region (p ++ type doping region; p ++ layer; p ++ type Si layer)
2B Undoped region 3 Light absorption layer (Ge layer)
3A First conductivity type doping region (n + type doping region; n + layer; n + type Si layer)
4 Receiver 4A Receiver (first receiver)
4B receiver (second receiver)
4C-4H light receiver 5 1st electrode (n side electrode)
5A electrode (first electrode)
5B electrode (4th electrode)
6 Second electrode (p-side electrode)
6A electrode (second electrode)
6B electrode (third electrode)
7 Semiconductor light receiving element 8 Si substrate 9 SiO 2 layer (cladding layer)
10 Si layer 11 SOI substrate 12 SiO 2 layer (cladding layer)
13 Resist 14 Window 15 Passivation film (Si film)
16 SiO 2 layer (cladding layer)
17, 17A to 17D Balanced light receiver 18 Signal line 19 Ground line (first ground line)
20 ground line (second ground line)
21-23 Bonding pad 30 Si substrate 31 Digital coherent transceiver 32A, 32B 90 ° hybrid element 33 Polarization beam splitter (PBS) element 34 Polarization rotation element 35 Si optical waveguide 36 Part functioning as receiver 37 Transmitter Functional parts 38, 39 IQ modulator 40 Polarization combiner element 41 Polarization rotation element 42 Si optical waveguide 43A, 43B Silicon modulator (Mach-Zehnder modulator)
44A, 44B Silicon modulator (Mach-Zehnder modulator)
45 Optical fiber 46 Lens 47 Mode conversion waveguide 48 Optical fiber 49 Lens 50 Mode conversion waveguide 51 Mode conversion waveguide 52 Lens 53 Optical fiber 100 Optical input part 101 Waveguide core layer 102 Light absorption layer 103 p ++ layer 104 p side Electrode 105 doping region (p + layer)
106 n + layer 107 n-side electrode 108 waveguide core layer 109 light absorption layer 110 110
111 p layer 112 p + layer 113 p side electrode 114 n side electrode

Claims (9)

入力導波路コア層と、
前記入力導波路コア層に連なるガイド導波路コア層と、
前記入力導波路コア層の幅方向中心位置に対して幅方向の一方の側であって、前記ガイド導波路コア層の上方に設けられた光吸収層とを備えることを特徴とする受光器。
An input waveguide core layer;
A guide waveguide core layer connected to the input waveguide core layer;
A light receiver comprising: a light absorption layer provided on one side in the width direction with respect to the center position in the width direction of the input waveguide core layer and above the guide waveguide core layer.
前記ガイド導波路コア層は、前記入力導波路コア層の側から反対側へ向けて幅が狭くなっていることを特徴とする、請求項1に記載の受光器。   2. The light receiver according to claim 1, wherein the width of the guide waveguide core layer decreases from the input waveguide core layer side to the opposite side. 前記ガイド導波路コア層は、幅が段階的に変化していることを特徴とする、請求項2に記載の受光器。   The optical receiver according to claim 2, wherein a width of the guide waveguide core layer is changed stepwise. 前記ガイド導波路コア層は、前記入力導波路コア層の側から反対側へ向けて幅が狭くなっている幅変化部分と、前記幅変化部分に連なり、幅が一定になっている幅一定部分とを備えることを特徴とする、請求項1に記載の受光器。   The guide waveguide core layer includes a width changing portion that is narrowed from the input waveguide core layer side to the opposite side, and a width constant portion that is continuous with the width changing portion and has a constant width. The light receiver according to claim 1, comprising: 前記ガイド導波路コア層は、前記光吸収層の下方に設けられたドーピング領域と、前記入力導波路コア層と前記ドーピング領域の側部との間に設けられたアンドーピング領域とを備えることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項に記載の受光器。   The guide waveguide core layer includes a doping region provided below the light absorption layer, and an undoping region provided between the input waveguide core layer and a side portion of the doping region. The light receiver according to any one of claims 1 to 4, wherein the light receiver is characterized. 前記光吸収層は、表面側に第1導電型にドーピングされた第1導電型ドーピング領域を備え、
前記ガイド導波路コア層は、前記光吸収層の下方に設けられ、第2導電型にドーピングされた第2導電型ドーピング領域と、前記光吸収層に対して幅方向の一方の側の厚さが他の部分よりも薄い部分に前記第2導電型ドーピング領域に連なるように設けられ、前記第2導電型ドーピング領域よりも高濃度に第2導電型にドーピングされた高濃度第2導電型ドーピング領域と、前記光吸収層を挟んで前記一方の側の反対側に設けられたアンドーピング領域とを備え、
前記第1導電型ドーピング領域上に第1電極を備え、
前記高濃度第2導電型ドーピング領域上に第2電極を備えることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項に記載の受光器。
The light absorption layer includes a first conductivity type doping region doped to the first conductivity type on the surface side,
The guide waveguide core layer is provided below the light absorption layer, has a second conductivity type doping region doped with a second conductivity type, and a thickness on one side in the width direction with respect to the light absorption layer. Is provided in a portion thinner than the other portion so as to be continuous with the second conductivity type doping region, and is doped to the second conductivity type at a higher concentration than the second conductivity type doping region. A region, and an undoped region provided on the opposite side of the one side across the light absorption layer,
A first electrode on the first conductivity type doping region;
The light receiver according to claim 1, further comprising a second electrode on the high-concentration second conductivity type doping region.
前記入力導波路コア層は、幅が一定になっている幅一定部分と、前記幅一定部分に連なり、前記幅一定部分の側から前記ガイド導波路コア層の側へ向けて幅が広くなっているテーパ部分とを備えることを特徴とする、請求項1〜6のいずれか1項に記載の受光器。   The input waveguide core layer is connected to the constant width portion having a constant width and the constant width portion, and the width increases from the constant width portion side toward the guide waveguide core layer side. The optical receiver according to claim 1, further comprising a tapered portion. 第1受光器と、
第2受光器とを備え、
前記第1受光器は、
第1入力導波路コア層と、
前記第1入力導波路コア層に連なる第1ガイド導波路コア層と、
前記第1入力導波路コア層の幅方向中心位置に対して幅方向の一方の側であって、前記第1ガイド導波路コア層の上方に設けられた第1光吸収層と、
前記第1光吸収層の厚さ方向の一方の側に接続された第1電極と、
前記第1光吸収層の厚さ方向の他方の側に接続された第2電極とを備え、
前記第2受光器は、
第2入力導波路コア層と、
前記第2入力導波路コア層に連なる第2ガイド導波路コア層と、
前記第2入力導波路コア層の幅方向中心位置に対して幅方向の一方の側であって、前記第2ガイド導波路コア層の上方に設けられた第2光吸収層と、
前記第2光吸収層の厚さ方向の一方の側に接続された第3電極と、
前記第2光吸収層の厚さ方向の他方の側に接続された第4電極とを備え、
さらに、前記第1電極と前記第3電極が接続された信号線と、
前記第2電極が接続された第1グランド線と、
前記第4電極が接続された第2グランド線とを備えることを特徴とするバランス型受光器。
A first receiver;
A second receiver,
The first light receiver
A first input waveguide core layer;
A first guide waveguide core layer connected to the first input waveguide core layer;
A first light absorption layer provided on one side in the width direction with respect to the center position in the width direction of the first input waveguide core layer and above the first guide waveguide core layer;
A first electrode connected to one side in the thickness direction of the first light absorption layer;
A second electrode connected to the other side in the thickness direction of the first light absorption layer,
The second light receiver
A second input waveguide core layer;
A second guide waveguide core layer connected to the second input waveguide core layer;
A second light absorbing layer provided on one side in the width direction with respect to the center position in the width direction of the second input waveguide core layer and above the second guide waveguide core layer;
A third electrode connected to one side of the second light absorption layer in the thickness direction;
A fourth electrode connected to the other side in the thickness direction of the second light absorption layer,
Furthermore, a signal line to which the first electrode and the third electrode are connected;
A first ground line to which the second electrode is connected;
And a second ground line to which the fourth electrode is connected.
入力導波路コア層と、前記入力導波路コア層に連なるガイド導波路コア層とを設ける工程と、
前記入力導波路コア層の幅方向中心位置に対して幅方向の一方の側であって、前記ガイド導波路コア層の上方に光吸収層を設ける工程とを含むことを特徴とする受光器の製造方法。
Providing an input waveguide core layer and a guide waveguide core layer connected to the input waveguide core layer;
A step of providing a light absorption layer on one side in the width direction with respect to the center position in the width direction of the input waveguide core layer and above the guide waveguide core layer. Production method.
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