JP2019197794A - 光導波路型受光素子 - Google Patents
光導波路型受光素子 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2019197794A JP2019197794A JP2018090558A JP2018090558A JP2019197794A JP 2019197794 A JP2019197794 A JP 2019197794A JP 2018090558 A JP2018090558 A JP 2018090558A JP 2018090558 A JP2018090558 A JP 2018090558A JP 2019197794 A JP2019197794 A JP 2019197794A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical waveguide
- layer
- type
- light receiving
- semiconductor layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 285
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims abstract description 473
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 claims abstract description 141
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 131
- 239000012792 core layer Substances 0.000 claims abstract description 87
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims abstract description 15
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 22
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims description 5
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 abstract description 39
- 238000005253 cladding Methods 0.000 abstract description 26
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 28
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 28
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 27
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 20
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 20
- 230000004044 response Effects 0.000 description 17
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 16
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 14
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 10
- 125000005842 heteroatom Chemical group 0.000 description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 9
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 6
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 6
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 6
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 5
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 210000001503 joint Anatomy 0.000 description 4
- 229910000530 Gallium indium arsenide Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 3
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 3
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 3
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 3
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 2
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 2
- 229910004541 SiN Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 150000003377 silicon compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Light Receiving Elements (AREA)
Abstract
Description
最初に、本発明の実施形態の内容を列記して説明する。一実施形態に係る光導波路型受光素子は、第1導電型を有する第1半導体層と、第1半導体層の第1領域上に設けられた光導波路構造と、第1半導体層の第1領域と隣接する第2領域上に設けられた導波路型フォトダイオード構造と、を備える。光導波路構造は、第1半導体層上に設けられた光導波コア層と、光導波コア層上に設けられたクラッド層と、を有する。導波路型フォトダイオード構造は、第1半導体層上に設けられ、光導波コア層と光結合された、吸収端の波長が1612nm以上である光吸収層と、光吸収層上に設けられた第2導電型を有する第2半導体層と、を有する。光導波方向における光吸収層の長さは12μm以上である。
本発明の実施形態に係る光導波路型受光素子の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。以下の説明では、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、以下の説明においてアンドープとは、例えば不純物濃度が1×1015cm−3以下といった極めて低い濃度であることをいう。
図12は、上記実施形態の第1変形例に係る光導波路型受光素子2Bの構成を示す断面図であって、図1に示されたIV−IV線に相当する断面を示している。本変形例と上記実施形態との相違点は、バッファ層12が省かれている点、及び低濃度半導体層18が追加されている点である。なお、これらの点を除く光導波路型受光素子2Bの構成は、上記実施形態に係る光導波路型受光素子2Aの構成と同様である。
図13は、上記実施形態の第2変形例に係る光導波路型受光素子2Cの構成を示す断面図であって、図1に示されたIV−IV線に相当する断面を示している。本変形例と上記実施形態との相違点は、低濃度半導体層18が追加されている点である。すなわち、第1変形例では低濃度半導体層18がn型バッファ層11に接している例を説明したが、本変形例では、低濃度半導体層18とn型バッファ層11との間にバッファ層12が設けられている。なお、この点を除く光導波路型受光素子2Cの構成は、上記実施形態に係る光導波路型受光素子2Aの構成と同様である。
Claims (9)
- 第1導電型を有する第1半導体層と、
前記第1半導体層の第1領域上に設けられた光導波路構造と、
前記第1半導体層の前記第1領域と隣接する第2領域上に設けられた導波路型フォトダイオード構造と、を備え、
前記光導波路構造は、
前記第1半導体層上に設けられた光導波コア層と、
前記光導波コア層上に設けられたクラッド層と、を有し、
前記導波路型フォトダイオード構造は、
前記第1半導体層上に設けられ、前記光導波コア層と光結合された、吸収端の波長が1612nm以上である光吸収層と、
前記光吸収層上に設けられた第2導電型を有する第2半導体層と、
を有し、
光導波方向における前記光吸収層の長さが12μm以上である、光導波路型受光素子。 - 前記光吸収層はInxGa1−xAs(0<x<1)を主に含み、前記光吸収層の厚さは100nmより大きく200nmより小さい、請求項1に記載の光導波路型受光素子。
- 前記第1導電型はn型であり、前記第2導電型はp型であり、
前記導波路型フォトダイオード構造は、前記第1半導体層上において前記光導波コア層と並んで設けられ、前記第1半導体層よりも低い不純物濃度のn型もしくはi型の導電型を有する第3半導体層を更に有し、
前記光吸収層は前記第3半導体層上に設けられている、請求項1または2に記載の光導波路型受光素子。 - 前記第1半導体層の上面を基準とする前記光導波コア層の中心高さと前記光吸収層の中心高さとが互いに等しい、請求項3に記載の光導波路型受光素子。
- 前記第1導電型はn型であり、前記第2導電型はp型であり、
前記第1半導体層と前記光吸収層との間、および前記第1半導体層と前記光導波コア層との間に共通して設けられ、前記第1半導体層よりも低い不純物濃度のn型もしくはi型の導電型を有する第4半導体層を更に備える、請求項1〜4のいずれか1項に記載の光導波路型受光素子。 - 前記第4半導体層は、前記光導波路構造における前記第1半導体層と前記光導波コア層との全ての間に延びている、請求項5に記載の光導波路型受光素子。
- 前記第4半導体層の不純物濃度が1×1016cm−3以下である、請求項5または6に記載の光導波路型受光素子。
- 前記第4半導体層のバンドギャップは、前記光吸収層のバンドギャップよりも大きく、前記第1半導体層のバンドギャップと等しいか若しくは小さい、請求項5〜7のいずれか1項に記載の光導波路型受光素子。
- 前記光導波路構造は、1565nm〜1612nmの波長範囲で通信される光ファイバと光結合されている、請求項1〜8のいずれか1項に記載の光導波路型受光素子。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018090558A JP7056827B2 (ja) | 2018-05-09 | 2018-05-09 | 光導波路型受光素子 |
US16/290,671 US10585239B2 (en) | 2018-03-02 | 2019-03-01 | Photodiode device monolithically integrating waveguide element with photodiode element type of optical waveguide |
US16/747,933 US10921516B2 (en) | 2018-03-02 | 2020-01-21 | Photodiode device monolithically integrating waveguide element with photodiode element type of optical waveguide |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018090558A JP7056827B2 (ja) | 2018-05-09 | 2018-05-09 | 光導波路型受光素子 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019197794A true JP2019197794A (ja) | 2019-11-14 |
JP7056827B2 JP7056827B2 (ja) | 2022-04-19 |
Family
ID=68538025
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018090558A Active JP7056827B2 (ja) | 2018-03-02 | 2018-05-09 | 光導波路型受光素子 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7056827B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114220877A (zh) * | 2021-11-27 | 2022-03-22 | 苏州大学 | 基于近红外光电探测器与oled的上转换器件及其制备方法 |
WO2022118643A1 (ja) * | 2020-12-04 | 2022-06-09 | 浜松ホトニクス株式会社 | 半導体受光素子 |
WO2023233720A1 (ja) * | 2022-06-03 | 2023-12-07 | 浜松ホトニクス株式会社 | 半導体受光素子 |
WO2023233718A1 (ja) * | 2022-06-03 | 2023-12-07 | 浜松ホトニクス株式会社 | 半導体受光素子 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0567802A (ja) * | 1991-09-09 | 1993-03-19 | Sony Corp | 半導体受光素子 |
JP2004146408A (ja) * | 2002-10-21 | 2004-05-20 | Mitsubishi Electric Corp | 導波路型フォトダイオードおよびその製造方法 |
JP2005039269A (ja) * | 2003-07-16 | 2005-02-10 | Triquint Semiconductor Inc | レスポンシビティを高めた光検出器 |
US20070104441A1 (en) * | 2005-11-08 | 2007-05-10 | Massachusetts Institute Of Technology | Laterally-integrated waveguide photodetector apparatus and related coupling methods |
CN102694050A (zh) * | 2011-03-22 | 2012-09-26 | 富士通株式会社 | 光接收器 |
JP2015162576A (ja) * | 2014-02-27 | 2015-09-07 | 住友電気工業株式会社 | 半導体光集積素子、半導体光集積素子を作製する方法 |
JP2017191836A (ja) * | 2016-04-12 | 2017-10-19 | 日本電気株式会社 | 受光装置、受光装置の製造方法、および受光モジュール |
-
2018
- 2018-05-09 JP JP2018090558A patent/JP7056827B2/ja active Active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0567802A (ja) * | 1991-09-09 | 1993-03-19 | Sony Corp | 半導体受光素子 |
JP2004146408A (ja) * | 2002-10-21 | 2004-05-20 | Mitsubishi Electric Corp | 導波路型フォトダイオードおよびその製造方法 |
JP2005039269A (ja) * | 2003-07-16 | 2005-02-10 | Triquint Semiconductor Inc | レスポンシビティを高めた光検出器 |
US20070104441A1 (en) * | 2005-11-08 | 2007-05-10 | Massachusetts Institute Of Technology | Laterally-integrated waveguide photodetector apparatus and related coupling methods |
CN102694050A (zh) * | 2011-03-22 | 2012-09-26 | 富士通株式会社 | 光接收器 |
JP2012199373A (ja) * | 2011-03-22 | 2012-10-18 | Fujitsu Ltd | 受光装置 |
JP2015162576A (ja) * | 2014-02-27 | 2015-09-07 | 住友電気工業株式会社 | 半導体光集積素子、半導体光集積素子を作製する方法 |
JP2017191836A (ja) * | 2016-04-12 | 2017-10-19 | 日本電気株式会社 | 受光装置、受光装置の製造方法、および受光モジュール |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2022118643A1 (ja) * | 2020-12-04 | 2022-06-09 | 浜松ホトニクス株式会社 | 半導体受光素子 |
CN114220877A (zh) * | 2021-11-27 | 2022-03-22 | 苏州大学 | 基于近红外光电探测器与oled的上转换器件及其制备方法 |
WO2023233720A1 (ja) * | 2022-06-03 | 2023-12-07 | 浜松ホトニクス株式会社 | 半導体受光素子 |
WO2023233718A1 (ja) * | 2022-06-03 | 2023-12-07 | 浜松ホトニクス株式会社 | 半導体受光素子 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP7056827B2 (ja) | 2022-04-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7056827B2 (ja) | 光導波路型受光素子 | |
JP2018148209A (ja) | 光導波路型受光素子 | |
JP5866911B2 (ja) | 多チャネル光導波路型受光デバイス | |
JP5742345B2 (ja) | 受光素子および光受信モジュール | |
US9147781B2 (en) | Light receiving element with offset absorbing layer | |
US20140023314A1 (en) | Semiconductor optical device | |
JP5920128B2 (ja) | 光導波路型受光素子の製造方法および光導波路型受光素子 | |
JP6961621B2 (ja) | 光集積素子および光送信機モジュール | |
JP7302775B2 (ja) | 半導体受光素子 | |
JP7294572B2 (ja) | 光導波路型受光素子 | |
US10921516B2 (en) | Photodiode device monolithically integrating waveguide element with photodiode element type of optical waveguide | |
US11281029B2 (en) | Optical integrated element and optical module | |
JP2010287623A (ja) | 半導体受光素子および半導体受光素子の製造方法 | |
US10859766B2 (en) | Optical semiconductor device | |
JP7485262B2 (ja) | 光導波路型受光素子 | |
JP6957825B2 (ja) | コヒーレント光通信用受光デバイス | |
JP5962373B2 (ja) | 光導波路型半導体素子の製造方法および光導波路型半導体素子 | |
JP2022120466A (ja) | 受光デバイス及び受光デバイスの製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A625 | Written request for application examination (by other person) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A625 Effective date: 20201123 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20210831 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20210907 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20210910 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20211130 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220106 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20220308 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20220323 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7056827 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |