JP3162184B2 - 光検出デバイス - Google Patents
光検出デバイスInfo
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光ファイバ通信機器や
電子精密機器等においてデータ信号や遠隔制御信号、あ
るいは距離測定信号の検出などに利用される光検出デバ
イスに関する。
電子精密機器等においてデータ信号や遠隔制御信号、あ
るいは距離測定信号の検出などに利用される光検出デバ
イスに関する。
【０００２】
【従来の技術】光信号を検出するデバイスとしては、入
射した信号光を受光部において正確にかつ精度良く検出
するために、光導波路における信号光強度の減衰を抑
え、さらに、光導波路における色収差による信号光の波
長特性の分散を抑える特性を備えたものが必要とされ
る。このため、光検出デバイスの光導波路には、回折格
子や特殊レンズおよびクラッド材が使用されている。と
ころで、従来の光検出デバイスでは、光導波路部品に
は、ＳｉＯ2系の材料が母材として使用されていた。
射した信号光を受光部において正確にかつ精度良く検出
するために、光導波路における信号光強度の減衰を抑
え、さらに、光導波路における色収差による信号光の波
長特性の分散を抑える特性を備えたものが必要とされ
る。このため、光検出デバイスの光導波路には、回折格
子や特殊レンズおよびクラッド材が使用されている。と
ころで、従来の光検出デバイスでは、光導波路部品に
は、ＳｉＯ2系の材料が母材として使用されていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、光導波
路部品がＳｉＯ2系の材料を母材として形成されている
場合には、屈折率制御性を高くすることができないとい
う問題があった。また、これに伴い、従来では、量産性
を高くしたり、また、大きな開口率をもった導波路を設
計したりすることが困難であった。
路部品がＳｉＯ2系の材料を母材として形成されている
場合には、屈折率制御性を高くすることができないとい
う問題があった。また、これに伴い、従来では、量産性
を高くしたり、また、大きな開口率をもった導波路を設
計したりすることが困難であった。
【０００４】本発明は、屈折率制御性，量産性が高く、
さらには耐環境性に優れた光検出デバイスを提供するこ
とを目的としている。
さらには耐環境性に優れた光検出デバイスを提供するこ
とを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段および作用】上記目的を達
成するために、請求項１記載の発明は、入射した信号光
を集光するための集光レンズ部と、集光レンズ部で集光
された光を導波させるための光導波路と、光導波路から
の光を受光して光電変換を行なうための光導電層とが、
基板上に形成されており、集光レンズ部，光導波路，光
導電層は、無定形炭素材料で形成されていることを特徴
としている。これにより、集光レンズ部，光導波路にお
ける屈折率制御性を高くすることができ、また、製造工
程が簡単となり量産性を高くすることなどが可能とな
る。
成するために、請求項１記載の発明は、入射した信号光
を集光するための集光レンズ部と、集光レンズ部で集光
された光を導波させるための光導波路と、光導波路から
の光を受光して光電変換を行なうための光導電層とが、
基板上に形成されており、集光レンズ部，光導波路，光
導電層は、無定形炭素材料で形成されていることを特徴
としている。これにより、集光レンズ部，光導波路にお
ける屈折率制御性を高くすることができ、また、製造工
程が簡単となり量産性を高くすることなどが可能とな
る。
【０００６】また、請求項２記載の発明は、請求項１記
載の光検出デバイスにおいて、光導波路は、透明度が高
く光吸収の低いものに改質されていることを特徴として
いる。これにより、信号光をその強度を減衰させず、導
波させることができる。
載の光検出デバイスにおいて、光導波路は、透明度が高
く光吸収の低いものに改質されていることを特徴として
いる。これにより、信号光をその強度を減衰させず、導
波させることができる。
【０００７】また、請求項３記載の発明は、請求項１記
載の光検出デバイスにおいて、前記光導電層の基板と対
向する面，および基板と反対側の面には、それぞれ金属
電極が設けられており、集光レンズ部および／または光
導波路の基板と対向する面，基板と反対側の面の少なく
とも一方の面には、上記金属電極と同じ材料で反射層が
設けられていることを特徴としている。これにより、反
射層を設ける場合にも製造工程の増加を防止し、また反
射層を設けることにより、信号光の集光効率を高めるこ
とができる。
載の光検出デバイスにおいて、前記光導電層の基板と対
向する面，および基板と反対側の面には、それぞれ金属
電極が設けられており、集光レンズ部および／または光
導波路の基板と対向する面，基板と反対側の面の少なく
とも一方の面には、上記金属電極と同じ材料で反射層が
設けられていることを特徴としている。これにより、反
射層を設ける場合にも製造工程の増加を防止し、また反
射層を設けることにより、信号光の集光効率を高めるこ
とができる。
【０００８】また、請求項４記載の発明は、請求項１ま
たは２記載の光検出デバイスにおいて、デバイス表面が
無定形炭素材料の保護膜で覆われていることを特徴とし
ている。これにより、デバイスの耐環境性を向上させる
ことができる。
たは２記載の光検出デバイスにおいて、デバイス表面が
無定形炭素材料の保護膜で覆われていることを特徴とし
ている。これにより、デバイスの耐環境性を向上させる
ことができる。
【０００９】
【００１０】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図１（ａ）は本発明に係る光検出デバイスの一
実施例の平面図，図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ線に
おける断面図である。図１（ａ），（ｂ）を参照する
と、本実施例の光検出デバイスは、単一の基板１上に、
信号光が入光する入光窓８と、入光した信号光を集光す
るための集光レンズ部７と、集光レンズ部７で集光した
光を導波させるための受光用光導波路４と、光導波路４
からの光を受光する受光部（受光素子の光導電層）６
と、光遮蔽部（保護膜）３とが設けられ、また、集光レ
ンズ部７，受光用光導波路４の上面および下面には、上
部反射層５ｂおよび下部反射層２ｂがそれぞれ配置さ
れ、受光部６の上面および下面には、上部電極５ａおよ
び下部電極２ａがそれぞれ配置されて、集積回路構成の
ものとなっている。
明する。図１（ａ）は本発明に係る光検出デバイスの一
実施例の平面図，図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ線に
おける断面図である。図１（ａ），（ｂ）を参照する
と、本実施例の光検出デバイスは、単一の基板１上に、
信号光が入光する入光窓８と、入光した信号光を集光す
るための集光レンズ部７と、集光レンズ部７で集光した
光を導波させるための受光用光導波路４と、光導波路４
からの光を受光する受光部（受光素子の光導電層）６
と、光遮蔽部（保護膜）３とが設けられ、また、集光レ
ンズ部７，受光用光導波路４の上面および下面には、上
部反射層５ｂおよび下部反射層２ｂがそれぞれ配置さ
れ、受光部６の上面および下面には、上部電極５ａおよ
び下部電極２ａがそれぞれ配置されて、集積回路構成の
ものとなっている。
【００１１】ここで、基板１は、Ｓｉ等の無機材料で形
成され、また、上部反射層５ｂ，下部反射層５ａ，上部
電極５ａ，下部電極２ａは、Ａｌ等の金属材料で形成さ
れている。また、入光窓８，集光レンズ部７，受光用光
導波路４，受光部６，光遮蔽部（保護膜）３は、無定形
炭素材料で形成されている。
成され、また、上部反射層５ｂ，下部反射層５ａ，上部
電極５ａ，下部電極２ａは、Ａｌ等の金属材料で形成さ
れている。また、入光窓８，集光レンズ部７，受光用光
導波路４，受光部６，光遮蔽部（保護膜）３は、無定形
炭素材料で形成されている。
【００１２】ところで、無定形炭素材料は、量産に適し
たプラズマ化学気相蒸着（ｐ−ＣＶＤ）法等で、炭化水
素系ガスを原料とし、投入電力や水素濃度の調整で、屈
折率を１．５乃至２．５程度の大きい範囲で変化させる
ことができる。また、堆積された材料の一部の屈折率を
イオンビーム法やアニール処理によって調節することが
できる。従って、無定形炭素材料により上記のように、
集光レンズ部７，光導波路４を形成すると、光導波路部
品の屈折率制御性並びに量産性を高めることができる。
また、無定形炭素材料は、光伝導性を有するので、無定
形炭素材料によって、上記のように、光導電層である受
光部６を形成することができる。さらに、無定形炭素材
料は対薬品性が高いので、上記のように、入光窓８，光
遮蔽部（保護膜）３を無定形炭素材料で形成すると、光
検出デバイスが長期にわたり湿度が高く酸性物質等の存
在する悪環境で使用されるときも、デバイスの劣化を抑
えることができ、デバイスの耐環境性を向上させること
ができる。
たプラズマ化学気相蒸着（ｐ−ＣＶＤ）法等で、炭化水
素系ガスを原料とし、投入電力や水素濃度の調整で、屈
折率を１．５乃至２．５程度の大きい範囲で変化させる
ことができる。また、堆積された材料の一部の屈折率を
イオンビーム法やアニール処理によって調節することが
できる。従って、無定形炭素材料により上記のように、
集光レンズ部７，光導波路４を形成すると、光導波路部
品の屈折率制御性並びに量産性を高めることができる。
また、無定形炭素材料は、光伝導性を有するので、無定
形炭素材料によって、上記のように、光導電層である受
光部６を形成することができる。さらに、無定形炭素材
料は対薬品性が高いので、上記のように、入光窓８，光
遮蔽部（保護膜）３を無定形炭素材料で形成すると、光
検出デバイスが長期にわたり湿度が高く酸性物質等の存
在する悪環境で使用されるときも、デバイスの劣化を抑
えることができ、デバイスの耐環境性を向上させること
ができる。
【００１３】また、このように、耐環境性を備えた入光
窓８，屈折率制御性の良い集光レンズ部７および光導波
路４，並びに受光部６を、全て同一の無定形炭素材料で
形成できるので、製造工程を簡単なものにすることがで
きる。
窓８，屈折率制御性の良い集光レンズ部７および光導波
路４，並びに受光部６を、全て同一の無定形炭素材料で
形成できるので、製造工程を簡単なものにすることがで
きる。
【００１４】図１の構成の光検出デバイスを作製するた
めには、先ず、Ｓｉ等の無機材料で形成されている基板
１上に、金属層をパターン形成し、下部電極２ａおよび
下部反射層２ｂを作成する。具体的には、Ａｌを蒸着法
で１０００〜２０００Å程度堆積し、Ａｌにより下部電
極２ａおよび下部反射層２ｂを形成する。次いで、基板
１上に（より詳しくは下部電極２ａ，下部反射層２ｂも
含めた基板面上に）、無定形炭素膜を一様に形成する。
この炭素膜は、炭化水素ガスを原料ガスとしてプラズマ
ＣＶＤ法等により堆積され、堆積した無定形炭素膜は、
後述のようにして、下部電極２ａ上部で受光部，すなわ
ち受光素子の光導電層６となり、下部反射層２ｂの上部
で集光レンズ部７，光導波路４となる。この際、無定形
炭素膜の膜厚は、集光のためには、厚い方が良いが、炭
素膜の内部応力の影響を抑えるため、信号光の中心波長
の数倍程度の２μｍ程度のものにするのが良い。また、
無定形炭素膜の光伝導度は、暗電流と白色光照射電流比
で、１対１０以上が好ましい。
めには、先ず、Ｓｉ等の無機材料で形成されている基板
１上に、金属層をパターン形成し、下部電極２ａおよび
下部反射層２ｂを作成する。具体的には、Ａｌを蒸着法
で１０００〜２０００Å程度堆積し、Ａｌにより下部電
極２ａおよび下部反射層２ｂを形成する。次いで、基板
１上に（より詳しくは下部電極２ａ，下部反射層２ｂも
含めた基板面上に）、無定形炭素膜を一様に形成する。
この炭素膜は、炭化水素ガスを原料ガスとしてプラズマ
ＣＶＤ法等により堆積され、堆積した無定形炭素膜は、
後述のようにして、下部電極２ａ上部で受光部，すなわ
ち受光素子の光導電層６となり、下部反射層２ｂの上部
で集光レンズ部７，光導波路４となる。この際、無定形
炭素膜の膜厚は、集光のためには、厚い方が良いが、炭
素膜の内部応力の影響を抑えるため、信号光の中心波長
の数倍程度の２μｍ程度のものにするのが良い。また、
無定形炭素膜の光伝導度は、暗電流と白色光照射電流比
で、１対１０以上が好ましい。
【００１５】このようにして、無定形炭素膜を堆積した
後、この無定形炭素膜に集光レンズ部７と光導波路４と
受光部６を形成するため、集光レンズ部７，受光部６と
なる部分をマスクした上で、光導波路４となる部分に対
し水素プラズマ処理等を施す。これにより、集光レンズ
部７，受光部６となる部分を高い屈折率のまま残す一方
で、光導波路４となる部分を屈折率が１．６程度で透明
度が高く光吸収の低い無定形炭素膜に改質する。
後、この無定形炭素膜に集光レンズ部７と光導波路４と
受光部６を形成するため、集光レンズ部７，受光部６と
なる部分をマスクした上で、光導波路４となる部分に対
し水素プラズマ処理等を施す。これにより、集光レンズ
部７，受光部６となる部分を高い屈折率のまま残す一方
で、光導波路４となる部分を屈折率が１．６程度で透明
度が高く光吸収の低い無定形炭素膜に改質する。
【００１６】しかる後、受光部６上に上部電極５ａを、
また、集光レンズ部７，光導波路４上に上部反射層５ｂ
をそれぞれ作成する。具体的には、下部電極２ａおよび
下部反射層２ｂと全く同様の方法で、Ａｌを蒸着法によ
り１０００〜２０００Å程度堆積して、形成する。次い
で、上部電極５ａ，上部反射層５ｂを覆うように、無定
形炭素膜を５００〜１０００Å程度堆積し、光遮蔽部
（保護膜）３を形成する。
また、集光レンズ部７，光導波路４上に上部反射層５ｂ
をそれぞれ作成する。具体的には、下部電極２ａおよび
下部反射層２ｂと全く同様の方法で、Ａｌを蒸着法によ
り１０００〜２０００Å程度堆積して、形成する。次い
で、上部電極５ａ，上部反射層５ｂを覆うように、無定
形炭素膜を５００〜１０００Å程度堆積し、光遮蔽部
（保護膜）３を形成する。
【００１７】このように、本実施例では、入光窓８，集
光レンズ部７，光導波路４，受光部６を全て無定形炭素
材料で形成することによって、同一基板１上への集積回
路設計が可能となり、また、作成工程の短縮化を図るこ
とができる。なお、上記工程において、基板１上に一様
に形成される無定形炭素膜の屈折率が２．０程度になる
ようにすると、光導波路４のみを改質するだけで良く、
製造工程をより簡略化することができる。
光レンズ部７，光導波路４，受光部６を全て無定形炭素
材料で形成することによって、同一基板１上への集積回
路設計が可能となり、また、作成工程の短縮化を図るこ
とができる。なお、上記工程において、基板１上に一様
に形成される無定形炭素膜の屈折率が２．０程度になる
ようにすると、光導波路４のみを改質するだけで良く、
製造工程をより簡略化することができる。
【００１８】また、下部反射層２ｂ，上部反射層５ｂに
ついても、これを下部電極２ａ，上部電極５ａと同じ材
料（例えばＡｌ）で形成できるので、反射層を電極形成
時に同時にパターン形成できて、工程を増加させずにこ
れらを設けることができる。なお、下部反射層２ｂ，上
部反射層５ｂは、必ずしも必要ではないが、これらが設
けられていることによって、信号光の集光効率，取り込
み効率をより向上させることができる。
ついても、これを下部電極２ａ，上部電極５ａと同じ材
料（例えばＡｌ）で形成できるので、反射層を電極形成
時に同時にパターン形成できて、工程を増加させずにこ
れらを設けることができる。なお、下部反射層２ｂ，上
部反射層５ｂは、必ずしも必要ではないが、これらが設
けられていることによって、信号光の集光効率，取り込
み効率をより向上させることができる。
【００１９】本願の発明者は、実際に、以下の方法で、
光検出デバイスを作成した。すなわち、先ず、Ｓｉ単結
晶基板１上に下部電極２ａと下部反射層２ｂとを作成し
た。具体的には所定のパターンのマスクを基板１上に設
け、蒸着法によりＡｌを１０００Å堆積し作成した。次
いで、水素希釈のメタンガス（ＣＨ4）を原料ガスと
し、プラズマＣＶＤ法を使用して次表の条件１で、基板
全面に一様に無定形炭素膜を２μｍの厚さに堆積した。
光検出デバイスを作成した。すなわち、先ず、Ｓｉ単結
晶基板１上に下部電極２ａと下部反射層２ｂとを作成し
た。具体的には所定のパターンのマスクを基板１上に設
け、蒸着法によりＡｌを１０００Å堆積し作成した。次
いで、水素希釈のメタンガス（ＣＨ4）を原料ガスと
し、プラズマＣＶＤ法を使用して次表の条件１で、基板
全面に一様に無定形炭素膜を２μｍの厚さに堆積した。
【００２０】
【表１】
【００２１】この時、無定形炭素膜はギャップエネルギ
ーが１．６ｅＶで、赤色光を中心波長とする信号の検出
に有効であった。また、測定波長が６３２８Åで屈折率
は２．０であった。次に、集光レンズ部７と光導波路４
とを形成した。光導波路４は、上記の無定形炭素膜に光
導電層４と平とつレンズ（集光レンズ部７）の形状を残
すようにレジストパターンを形成し、水素プラズマ処理
により屈折率を１．６に減少させ、透過率を９２％に増
加させた。なお、ここで、水素プラズマ処理は、水素原
子の無定形炭素膜中への取込みによりダングリングボン
ドを減少させ、ｓｐ3−Ｃ成分を増加させる効果を得る
ためになされるものである。また、平とつレンズのとつ
側の曲率は３ｍｍであり、レンズの厚さは１．５ｍｍで
あり、また平とつレンズの入光窓８となる側のレンズ幅
ｄは５．２ｍｍであった。また、光導波路４の長さＬは
５ｍｍに設定した。次いで、集光レンズ部７，光導波路
４，光導電層６が形成された無定形炭素膜の上部にマス
ク板を使い蒸着法でＡｌを１０００Å堆積した。これに
より光導電層６の上部電極５ａと導波路４の上部反射層
５ｂとを形成した。次に、デバイス全体に無定形炭素膜
を表１の条件２で堆積しデバイス保護膜３を形成した。
このようにして、極めて容易にかつ短時間で光検出デバ
イスを作製することができた。
ーが１．６ｅＶで、赤色光を中心波長とする信号の検出
に有効であった。また、測定波長が６３２８Åで屈折率
は２．０であった。次に、集光レンズ部７と光導波路４
とを形成した。光導波路４は、上記の無定形炭素膜に光
導電層４と平とつレンズ（集光レンズ部７）の形状を残
すようにレジストパターンを形成し、水素プラズマ処理
により屈折率を１．６に減少させ、透過率を９２％に増
加させた。なお、ここで、水素プラズマ処理は、水素原
子の無定形炭素膜中への取込みによりダングリングボン
ドを減少させ、ｓｐ3−Ｃ成分を増加させる効果を得る
ためになされるものである。また、平とつレンズのとつ
側の曲率は３ｍｍであり、レンズの厚さは１．５ｍｍで
あり、また平とつレンズの入光窓８となる側のレンズ幅
ｄは５．２ｍｍであった。また、光導波路４の長さＬは
５ｍｍに設定した。次いで、集光レンズ部７，光導波路
４，光導電層６が形成された無定形炭素膜の上部にマス
ク板を使い蒸着法でＡｌを１０００Å堆積した。これに
より光導電層６の上部電極５ａと導波路４の上部反射層
５ｂとを形成した。次に、デバイス全体に無定形炭素膜
を表１の条件２で堆積しデバイス保護膜３を形成した。
このようにして、極めて容易にかつ短時間で光検出デバ
イスを作製することができた。
【００２２】図２は図１（ａ），（ｂ）の光検出デバイ
スを用いた光信号検出装置の構成例を示す図である。こ
の光信号検出装置は、図１（ａ），（ｂ）の光検出デバ
イス１１にパルス電圧を印加するためのパルス発振回路
９と、光検出デバイス１１の受光部６の電圧変位を検出
する電圧変位検出回路１０とを有している。この場合、
光検出デバイス１１の一方の電極（例えば下部電極２
ａ）は、接地電位に接続され、他方の電極（例えば上部
電極５ａ）は、パルス発振回路９の出力側、並びに電圧
変位検出回路１０の入力側に接続される。
スを用いた光信号検出装置の構成例を示す図である。こ
の光信号検出装置は、図１（ａ），（ｂ）の光検出デバ
イス１１にパルス電圧を印加するためのパルス発振回路
９と、光検出デバイス１１の受光部６の電圧変位を検出
する電圧変位検出回路１０とを有している。この場合、
光検出デバイス１１の一方の電極（例えば下部電極２
ａ）は、接地電位に接続され、他方の電極（例えば上部
電極５ａ）は、パルス発振回路９の出力側、並びに電圧
変位検出回路１０の入力側に接続される。
【００２３】次に、このような構成の光信号検出装置の
動作について説明する。パルス発振回路９からは、図３
（ａ）あるいは図３（ｂ）に示すようなパルス電圧が出
力され、光検出デバイス１１は、このパルス電圧によっ
てパルス駆動される。なお、パルス電圧値Ｖは、受光部
６の膜厚と、受光部６の伝導度と、電圧変位検出回路１
０のオペアンプ（図示せず）の耐圧とに主に依存して決
まるが、３０Ｖ以上であるのが好ましい。また、パルス
電圧のＯＮ時間τaとＯＦＦ時間τbとの割合い、すなわ
ちパルスデューティ比は、１／１０以上であるのが好ま
しい。
動作について説明する。パルス発振回路９からは、図３
（ａ）あるいは図３（ｂ）に示すようなパルス電圧が出
力され、光検出デバイス１１は、このパルス電圧によっ
てパルス駆動される。なお、パルス電圧値Ｖは、受光部
６の膜厚と、受光部６の伝導度と、電圧変位検出回路１
０のオペアンプ（図示せず）の耐圧とに主に依存して決
まるが、３０Ｖ以上であるのが好ましい。また、パルス
電圧のＯＮ時間τaとＯＦＦ時間τbとの割合い、すなわ
ちパルスデューティ比は、１／１０以上であるのが好ま
しい。
【００２４】このように光検出デバイス１１がパルス駆
動されるとき、信号光が光検出デバイス１１に入射しな
い場合には、受光部６にパルス電圧が印加されても受光
部６の伝導度が低いことから、受光部６は高抵抗成分の
静電体となり、電流が流れず、従って、電極２ａ，５ａ
間の電位差は、Ｖに保持される。
動されるとき、信号光が光検出デバイス１１に入射しな
い場合には、受光部６にパルス電圧が印加されても受光
部６の伝導度が低いことから、受光部６は高抵抗成分の
静電体となり、電流が流れず、従って、電極２ａ，５ａ
間の電位差は、Ｖに保持される。
【００２５】これに対し、信号光が光検出デバイス１１
に入光窓８から入射すると、この信号光は集光レンズ部
７で集光され、光導波路４を導波して受光部６を照射す
る。光検出デバイス１１がパルス駆動され、受光部６に
パルス電圧が印加されているとき、受光部６に信号光が
入射すると、受光部６の伝導度が高くなり、受光部６が
低抵抗となって、電極２ａ，５ａ間の電位差は、Ｖから
降下する。電圧変位検出回路１０は、この電位差の変化
を検出することで、光信号を検出することができる。
に入光窓８から入射すると、この信号光は集光レンズ部
７で集光され、光導波路４を導波して受光部６を照射す
る。光検出デバイス１１がパルス駆動され、受光部６に
パルス電圧が印加されているとき、受光部６に信号光が
入射すると、受光部６の伝導度が高くなり、受光部６が
低抵抗となって、電極２ａ，５ａ間の電位差は、Ｖから
降下する。電圧変位検出回路１０は、この電位差の変化
を検出することで、光信号を検出することができる。
【００２６】ところで、図２に示す構成例では、光検出
デバイス１１をパルス駆動するようにしているので、パ
ルス的な信号光に対してその同期をとることが可能とな
る。例えば、光デジタル通信では、パルス状の信号光が
光検出デバイス１１に入射するので、これに同期させて
光検出デバイス１１をパルス駆動することにより、雑音
の影響を低減することができ、高Ｓ／Ｎ比で、光信号の
検出を行なうことができる。
デバイス１１をパルス駆動するようにしているので、パ
ルス的な信号光に対してその同期をとることが可能とな
る。例えば、光デジタル通信では、パルス状の信号光が
光検出デバイス１１に入射するので、これに同期させて
光検出デバイス１１をパルス駆動することにより、雑音
の影響を低減することができ、高Ｓ／Ｎ比で、光信号の
検出を行なうことができる。
【００２７】
【発明の効果】以上に説明したように、請求項１記載の
発明によれば、入射した信号光を集光するための集光レ
ンズ部と、集光レンズ部で集光された光を導波させるた
めの光導波路と、光導波路からの光を受光して光電変換
を行なうための光導電層とが、基板上に形成されてお
り、集光レンズ部，光導波路，光導電層が、無定形炭素
材料で形成されているので、屈折制御性が高く、耐環境
性に優れており、また、上記各部分が全て無定形炭素に
よる同一の材料で作成されることにより、製造工程の短
縮を図ることができ、量産性を向上させることができ
る。
発明によれば、入射した信号光を集光するための集光レ
ンズ部と、集光レンズ部で集光された光を導波させるた
めの光導波路と、光導波路からの光を受光して光電変換
を行なうための光導電層とが、基板上に形成されてお
り、集光レンズ部，光導波路，光導電層が、無定形炭素
材料で形成されているので、屈折制御性が高く、耐環境
性に優れており、また、上記各部分が全て無定形炭素に
よる同一の材料で作成されることにより、製造工程の短
縮を図ることができ、量産性を向上させることができ
る。
【００２８】また、請求項２記載の発明によれば、請求
項１記載の光検出デバイスにおいて、光導波路は、透明
度が高く光吸収の低いものに改質されていることを特徴
としている。これにより、信号光をその強度を減衰させ
ず、導波させることができる。
項１記載の光検出デバイスにおいて、光導波路は、透明
度が高く光吸収の低いものに改質されていることを特徴
としている。これにより、信号光をその強度を減衰させ
ず、導波させることができる。
【００２９】また、請求項３記載の発明によれば、光導
電層の基板と対向する面，基板と反対側の面に、それぞ
れ形成された金属電極と同じ材料で反射層が設けられて
いるので、電極を形成する際に電極と同時に反射層をパ
ターン形成することができて、反射層を設ける場合に
も、工程を増加させずに済み、また、反射層が設けられ
ることによって、信号光の集光効率，取り込み効率を向
上させることができる。
電層の基板と対向する面，基板と反対側の面に、それぞ
れ形成された金属電極と同じ材料で反射層が設けられて
いるので、電極を形成する際に電極と同時に反射層をパ
ターン形成することができて、反射層を設ける場合に
も、工程を増加させずに済み、また、反射層が設けられ
ることによって、信号光の集光効率，取り込み効率を向
上させることができる。
【００３０】また、請求項４記載の発明によれば、デバ
イス表面が無定形炭素の保護膜で覆われているので、デ
バイスの耐環境性を向上させることができる。
イス表面が無定形炭素の保護膜で覆われているので、デ
バイスの耐環境性を向上させることができる。
【００３１】
【図１】（ａ）は本発明に係る光検出デバイスの一実施
例の平面図、（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ線における断
面図である。
例の平面図、（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ線における断
面図である。
【図２】図１（ａ），（ｂ）の光検出デバイスを用いた
光信号検出装置の構成例を示す図である。
光信号検出装置の構成例を示す図である。
【図３】（ａ），（ｂ）はパルス発振回路からのパルス
電圧の一例を示す図である。
電圧の一例を示す図である。
１ 基板 ２ａ 下部電極 ２ｂ 下部反射層 ３ 光遮蔽部（保護膜） ４ 光導波路 ５ａ 上部電極 ５ｂ 上部反射層 ６ 受光部 ７ 集光レンズ部 ８ 入光窓 ９ パルス発振回路 １０ 電圧変位検出回路 １１ 光検出デバイス
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−203163（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−211659（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−29471（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−257101（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−115167（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 31/00 - 31/024 G02B 6/12 - 6/138 G02B 6/42 - 6/43
Claims (4)
- 【請求項１】 入射した信号光を集光するための集光レ
ンズ部と、集光レンズ部で集光された光を導波させるた
めの光導波路と、光導波路からの光を受光して光電変換
を行なうための光導電層とが、基板上に形成されてお
り、前記集光レンズ部，光導波路，光導電層は、無定形
炭素材料で形成されていることを特徴とする光検出デバ
イス。 - 【請求項２】 請求項１記載の光検出デバイスにおい
て、前記光導波路は、透明度が高く光吸収の低いものに
改質されていることを特徴とする光検出デバイス。 - 【請求項３】 請求項１記載の光検出デバイスにおい
て、前記光導電層の基板と対向する面，および基板と反
対側の面には、それぞれ金属電極が設けられており、前
記集光レンズ部および／または前記光導波路の基板と対
向する面，基板と反対側の面の少なくとも一方の面に
は、前記金属電極と同じ材料で反射層が設けられている
ことを特徴とする光検出デバイス。 - 【請求項４】 請求項１，２または３記載の光検出デバ
イスにおいて、デバイス表面が無定形炭素材料の保護膜
で覆われていることを特徴とする光検出デバイス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16359292A JP3162184B2 (ja) | 1992-05-29 | 1992-05-29 | 光検出デバイス |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16359292A JP3162184B2 (ja) | 1992-05-29 | 1992-05-29 | 光検出デバイス |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05335604A JPH05335604A (ja) | 1993-12-17 |
| JP3162184B2 true JP3162184B2 (ja) | 2001-04-25 |
Family
ID=15776853
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16359292A Expired - Fee Related JP3162184B2 (ja) | 1992-05-29 | 1992-05-29 | 光検出デバイス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3162184B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112525232A (zh) * | 2020-11-27 | 2021-03-19 | 武汉云岭光电有限公司 | 波导探测器及其制备方法 |
-
1992
- 1992-05-29 JP JP16359292A patent/JP3162184B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05335604A (ja) | 1993-12-17 |
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