JP3247599B2 - 半導体受光素子およびその製造方法 - Google Patents
半導体受光素子およびその製造方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体内にｐｉｎ
構造を有し、導波路内における光の吸収量の不均一性を
改善し、出力光の飽和値の増加を図った半導体受光素子
に関するものである。
構造を有し、導波路内における光の吸収量の不均一性を
改善し、出力光の飽和値の増加を図った半導体受光素子
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の半導体導波路型受光素子を図３に
示す。すなわち、３０１は半絶縁性ＩｎＰ基板、３０２
は厚さ０．６μｍでバンドギャップ波長１．３μｍのｎ
型ＩｎＧａＡｓＰ層、３０３は厚さ０．４μｍのｎ型低
キャリア濃度ＩｎＧａＡｓ光吸収層、３０４は厚さ０．
２μｍのｐ型ＩｎＧａＡｓ光吸収層、３０５は厚さ０．
６μｍでバンドギャップ波長１．３μｍのｐ型ＩｎＧａ
ＡｓＰ層、３０６は厚さ０．５μｍのｐ型ＩｎＰ層、３
０７は厚さ０．２μｍのｐ型ＩｎＧａＡｓオーミックコ
ンタクト層、３０８はｎ型オーミック電極、３０９はｐ
型オーミック電極、３１０は劈開面に形成された酸化け
い素からなる無反射膜である（Ｋ．Ｋａｔｏ他「高効率
５０ＧＨｚマルチモード導波路型受光素子」、アイ・イ
ー・イー・イー、ラウナル・オブ・クワンタム・エレク
トロニクス（IEEE Lournal of Quantum Electronics）
第２８巻、第１２号、２７２８頁、１９９２年）。
示す。すなわち、３０１は半絶縁性ＩｎＰ基板、３０２
は厚さ０．６μｍでバンドギャップ波長１．３μｍのｎ
型ＩｎＧａＡｓＰ層、３０３は厚さ０．４μｍのｎ型低
キャリア濃度ＩｎＧａＡｓ光吸収層、３０４は厚さ０．
２μｍのｐ型ＩｎＧａＡｓ光吸収層、３０５は厚さ０．
６μｍでバンドギャップ波長１．３μｍのｐ型ＩｎＧａ
ＡｓＰ層、３０６は厚さ０．５μｍのｐ型ＩｎＰ層、３
０７は厚さ０．２μｍのｐ型ＩｎＧａＡｓオーミックコ
ンタクト層、３０８はｎ型オーミック電極、３０９はｐ
型オーミック電極、３１０は劈開面に形成された酸化け
い素からなる無反射膜である（Ｋ．Ｋａｔｏ他「高効率
５０ＧＨｚマルチモード導波路型受光素子」、アイ・イ
ー・イー・イー、ラウナル・オブ・クワンタム・エレク
トロニクス（IEEE Lournal of Quantum Electronics）
第２８巻、第１２号、２７２８頁、１９９２年）。
【０００３】上記受光素子の動作原理はつぎに示すとお
りである。すなわち、波長１．５５μｍの光を無反射膜
３１０を通して劈開端面より入射し、３０１から３０６
の各層で構成される光導波路内を導波させるが、その間
に光はｎ型ＩｎＧａＡｓ光吸収層３０３とｐ型ＩｎＧａ
Ａｓ光吸収層３０４で吸収され、電子とホールに変換さ
れる、いわゆる光電変換が行われる。光電変換で生じた
電子およびホールは、ｐｎ接合に印加された逆バイアス
電圧によって生じる電界のため、それぞれｎ型およびｐ
型半導体層側に走行し、信号電流として素子外部に取り
出される。
りである。すなわち、波長１．５５μｍの光を無反射膜
３１０を通して劈開端面より入射し、３０１から３０６
の各層で構成される光導波路内を導波させるが、その間
に光はｎ型ＩｎＧａＡｓ光吸収層３０３とｐ型ＩｎＧａ
Ａｓ光吸収層３０４で吸収され、電子とホールに変換さ
れる、いわゆる光電変換が行われる。光電変換で生じた
電子およびホールは、ｐｎ接合に印加された逆バイアス
電圧によって生じる電界のため、それぞれｎ型およびｐ
型半導体層側に走行し、信号電流として素子外部に取り
出される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】半導体受光素子から大
きな信号電流を取り出すためには、半導体受光素子に入
射する光の強度を、光ファイバ増幅器や半導体光増幅器
などで増幅しなければならない。ところで入射光の強度
に比例して半導体受光素子の光吸収層内での光吸収量は
増加し、その結果、光吸収層内に生じる電子とホールの
密度は増加する。一般に光吸収層内の電子とホールの密
度が、ｐｎ接合に印加された逆バイアス電圧によって生
じる電界を打ち消すほど高くなると、電子とホールとは
もはやｎ型およびｐ型半導体層側に走行しなくなり、信
号電流は飽和する。特に半導体導波路型受光素子の場合
に、導波方向に沿って光の吸収量Ｐは Ｐ＝Ｐ0｛１−ｅｘｐ（−Γαｚ）｝ と表わすことができる。ここでＰ0、Γ、α、ｚはそれ
ぞれ入射光強度、光吸収層内の導波光の閉じ込め係数、
光吸収層の光吸収係数、入射端面からの距離である。閉
じ込め係数Γは図４に示すように、導波光全体のうちの
光吸収層に存在する導波光の部分の割合である。閉じ込
め係数Γと光吸収係数αの積Γαは実効吸収係数と呼ば
れ、光吸収層における光吸収の能力を表わす量である。
図３に示すような平らな光吸収層をもつ半導体導波路型
受光素子では、実効吸収係数Γαは導波方向に沿って一
定であるから、ｚが小さいほど、すなわち端面に近いほ
ど光吸収量Ｐは大きくなる。そのため入射光強度を増加
していった場合は、端面付近で信号電流の飽和が起る。
きな信号電流を取り出すためには、半導体受光素子に入
射する光の強度を、光ファイバ増幅器や半導体光増幅器
などで増幅しなければならない。ところで入射光の強度
に比例して半導体受光素子の光吸収層内での光吸収量は
増加し、その結果、光吸収層内に生じる電子とホールの
密度は増加する。一般に光吸収層内の電子とホールの密
度が、ｐｎ接合に印加された逆バイアス電圧によって生
じる電界を打ち消すほど高くなると、電子とホールとは
もはやｎ型およびｐ型半導体層側に走行しなくなり、信
号電流は飽和する。特に半導体導波路型受光素子の場合
に、導波方向に沿って光の吸収量Ｐは Ｐ＝Ｐ0｛１−ｅｘｐ（−Γαｚ）｝ と表わすことができる。ここでＰ0、Γ、α、ｚはそれ
ぞれ入射光強度、光吸収層内の導波光の閉じ込め係数、
光吸収層の光吸収係数、入射端面からの距離である。閉
じ込め係数Γは図４に示すように、導波光全体のうちの
光吸収層に存在する導波光の部分の割合である。閉じ込
め係数Γと光吸収係数αの積Γαは実効吸収係数と呼ば
れ、光吸収層における光吸収の能力を表わす量である。
図３に示すような平らな光吸収層をもつ半導体導波路型
受光素子では、実効吸収係数Γαは導波方向に沿って一
定であるから、ｚが小さいほど、すなわち端面に近いほ
ど光吸収量Ｐは大きくなる。そのため入射光強度を増加
していった場合は、端面付近で信号電流の飽和が起る。
【０００５】図３に示す半導体導波路型受光素子に、実
際３Ｖの逆バイアス電圧を印加した場合は、入射光を１
０ｍＷ以上に増加しても、素子外部に取り出される信号
電流は５ｍＡ程度となり、入射光が１０ｍＷの場合と同
程度になった。したがって、従来の半導体導波路型受光
素子では入射光を増加しても５ｍＡ以上の信号電流を取
り出すことが不可能であった。
際３Ｖの逆バイアス電圧を印加した場合は、入射光を１
０ｍＷ以上に増加しても、素子外部に取り出される信号
電流は５ｍＡ程度となり、入射光が１０ｍＷの場合と同
程度になった。したがって、従来の半導体導波路型受光
素子では入射光を増加しても５ｍＡ以上の信号電流を取
り出すことが不可能であった。
【０００６】本発明は、入射光を増加すると信号電流が
飽和するという従来技術の問題点を解消した、高出力な
半導体受光素子およびその製造方法を得ることを目的と
する。
飽和するという従来技術の問題点を解消した、高出力な
半導体受光素子およびその製造方法を得ることを目的と
する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的は、段差がつい
た半導体基板と、該半導体基板上に第１導電型を有する
半導体よりなる第１のクラッド層と、第２導電型を有す
る半導体よりなる第２のクラッド層と、上記第１と第２
のクラッド層に挟まれ、第１と第２のクラッド層より屈
折率および光の吸収端波長が大きく厚さが一定で上記半
導体基板の面内方向に対して同一の半導体層よりなる光
吸収層を有する積層構造を備え、該積層構造を直線状に
加工して得られる光導波路と、該光導波路に垂直な端面
をもつ導波路型の半導体受光素子において、上記段差に
より積層方向における位置が異なり、光学的に結合した
複数の領域に、上記積層構造が分割され、該分割された
複数の領域上に単一の電極が形成されていることにより
達成される。
た半導体基板と、該半導体基板上に第１導電型を有する
半導体よりなる第１のクラッド層と、第２導電型を有す
る半導体よりなる第２のクラッド層と、上記第１と第２
のクラッド層に挟まれ、第１と第２のクラッド層より屈
折率および光の吸収端波長が大きく厚さが一定で上記半
導体基板の面内方向に対して同一の半導体層よりなる光
吸収層を有する積層構造を備え、該積層構造を直線状に
加工して得られる光導波路と、該光導波路に垂直な端面
をもつ導波路型の半導体受光素子において、上記段差に
より積層方向における位置が異なり、光学的に結合した
複数の領域に、上記積層構造が分割され、該分割された
複数の領域上に単一の電極が形成されていることにより
達成される。
【０００８】また、上記目的は、半導体基板と、該半導
体基板上に第１導電型を有する半導体よりなる第１のク
ラッド層と、第２導電型を有する第２のクラッド層と、
上記第１と第２のクラッド層に挟まれ、第１と第２のク
ラッド層より屈折率および光の吸収端波長が大きく厚さ
が一定で上記半導体基板の面内方向に対して同一の半導
体層よりなる光吸収層を有する積層構造を備え、該積層
構造を直線状に加工して得られる光導波路と、該光導波
路に垂直な端面をもつ導波路型の半導体受光素子の製造
方法において、上記半導体基板の一部をエッチングして
段差をつける工程と、段差が形成された上記半導体基板
上に上記積層構造を成長するる工程と、成長した上記積
層構造を直線状に加工し、該加工された積層構造上に単
一の電極および上記端面を形成して受光素子を形成する
工程とを備えることにより達成される。
体基板上に第１導電型を有する半導体よりなる第１のク
ラッド層と、第２導電型を有する第２のクラッド層と、
上記第１と第２のクラッド層に挟まれ、第１と第２のク
ラッド層より屈折率および光の吸収端波長が大きく厚さ
が一定で上記半導体基板の面内方向に対して同一の半導
体層よりなる光吸収層を有する積層構造を備え、該積層
構造を直線状に加工して得られる光導波路と、該光導波
路に垂直な端面をもつ導波路型の半導体受光素子の製造
方法において、上記半導体基板の一部をエッチングして
段差をつける工程と、段差が形成された上記半導体基板
上に上記積層構造を成長するる工程と、成長した上記積
層構造を直線状に加工し、該加工された積層構造上に単
一の電極および上記端面を形成して受光素子を形成する
工程とを備えることにより達成される。
【０００９】すなわち、半導体導波路型受光素子内の導
波方向に沿う光吸収層の高さを、平らな従来技術と異な
り、導波方向に沿って変化させることにより上記目的を
達成している。
波方向に沿う光吸収層の高さを、平らな従来技術と異な
り、導波方向に沿って変化させることにより上記目的を
達成している。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明による半導体導波路型受光
素子は、半絶縁性ＩｎＰ基板の一部をエッチングして段
差をつけ、その上にｎ型ＩｎＧａＡｓＰ層、ｎ型低キャ
リア濃度ＩｎＧａＡｓ光吸収層、ｐ型ＩｎＧａＡｓ光吸
収層、ｐ型ＩｎＧａＡｓＰ層、ｐ型ＩｎＰ層、ｐ型Ｉｎ
ＧａＡｓオーミックコンタクト層を順次エピタキシャル
成長したのち、このエピタキシャル層を１２μｍ×４μ
ｍのハイメサ状に加工し、上記ｐ型ＩｎＧａＡｓオーミ
ックコンタクト層上にｐ型オーミック電極を形成し、導
波路の一部をエッチングで露出させた表面にｎ型オーミ
ック電極を形成する。その後上記基板におけるエッチン
グ領域の段差から定距離の位置で半導体層を劈開し、酸
化けい素の無反射膜を堆積して光入射端面とする。
素子は、半絶縁性ＩｎＰ基板の一部をエッチングして段
差をつけ、その上にｎ型ＩｎＧａＡｓＰ層、ｎ型低キャ
リア濃度ＩｎＧａＡｓ光吸収層、ｐ型ＩｎＧａＡｓ光吸
収層、ｐ型ＩｎＧａＡｓＰ層、ｐ型ＩｎＰ層、ｐ型Ｉｎ
ＧａＡｓオーミックコンタクト層を順次エピタキシャル
成長したのち、このエピタキシャル層を１２μｍ×４μ
ｍのハイメサ状に加工し、上記ｐ型ＩｎＧａＡｓオーミ
ックコンタクト層上にｐ型オーミック電極を形成し、導
波路の一部をエッチングで露出させた表面にｎ型オーミ
ック電極を形成する。その後上記基板におけるエッチン
グ領域の段差から定距離の位置で半導体層を劈開し、酸
化けい素の無反射膜を堆積して光入射端面とする。
【００１１】上記のようにして本発明による半導体導波
路型受光素子は、素子内における光吸収層の高さが導波
方向に沿って変化するように形成しているが、このよう
に光吸収層を導波方向に変化させるという手段は、実効
吸収係数を導波方向に沿って変化させることになる。そ
の結果、導波方向に沿って光吸収層を均一化することを
可能にしている。したがって、本発明の目的である出力
光の飽和値が大きな半導体導波路型受光素子を実現する
ことができるのである。
路型受光素子は、素子内における光吸収層の高さが導波
方向に沿って変化するように形成しているが、このよう
に光吸収層を導波方向に変化させるという手段は、実効
吸収係数を導波方向に沿って変化させることになる。そ
の結果、導波方向に沿って光吸収層を均一化することを
可能にしている。したがって、本発明の目的である出力
光の飽和値が大きな半導体導波路型受光素子を実現する
ことができるのである。
【００１２】
【実施例】つぎの本発明の実施例を図面とともに説明す
る。図１は本発明による半導体導波路型受光素子の一実
施例を示す図で、（ａ）〜（ｃ）はそれぞれの製造工程
を示す図、図２は上記半導体導波路型受光素子内におけ
る導波光分布を示す図である。
る。図１は本発明による半導体導波路型受光素子の一実
施例を示す図で、（ａ）〜（ｃ）はそれぞれの製造工程
を示す図、図２は上記半導体導波路型受光素子内におけ
る導波光分布を示す図である。
【００１３】図１において、１０１は半絶縁性ＩｎＰ基
板、１０２は厚さ０．６μｍでバンドギャップ波長１．
３μｍの第１クラッド層であるｎ型ＩｎＧａＡｓＰ層、
１０３は厚さ０．４μｍのｎ型低キャリヤ濃度ＩｎＧａ
Ａｓ光吸収層、１０４は厚さ０．２μｍのｐ型ＩｎＧａ
Ａｓ光吸収層、１０５は厚さ０．６μｍでバンドギャッ
プ波長１．３μｍの第２クラッド層であるｐ型ＩｎＧａ
ＡｓＰ層、１０６は厚さ０．５μｍのｐ型ＩｎＰ層、１
０７は厚さ０．２μｍのｐ型ＩｎＧａＡｓオーミックコ
ンタクト層、１０８はｎ型オーミック電極、１０９はｐ
型オーミック電極、１１０は劈開面に形成された酸化け
い素からなる無反射膜である。
板、１０２は厚さ０．６μｍでバンドギャップ波長１．
３μｍの第１クラッド層であるｎ型ＩｎＧａＡｓＰ層、
１０３は厚さ０．４μｍのｎ型低キャリヤ濃度ＩｎＧａ
Ａｓ光吸収層、１０４は厚さ０．２μｍのｐ型ＩｎＧａ
Ａｓ光吸収層、１０５は厚さ０．６μｍでバンドギャッ
プ波長１．３μｍの第２クラッド層であるｐ型ＩｎＧａ
ＡｓＰ層、１０６は厚さ０．５μｍのｐ型ＩｎＰ層、１
０７は厚さ０．２μｍのｐ型ＩｎＧａＡｓオーミックコ
ンタクト層、１０８はｎ型オーミック電極、１０９はｐ
型オーミック電極、１１０は劈開面に形成された酸化け
い素からなる無反射膜である。
【００１４】上記ｎ型ＩｎＧａＡｓＰ層１０２からｐ型
ＩｎＧａＡｓオーミックコンタクト層１０７に至る積層
膜は、長さ１２μｍ、幅４μｍのハイメサ形状に加工さ
れている。
ＩｎＧａＡｓオーミックコンタクト層１０７に至る積層
膜は、長さ１２μｍ、幅４μｍのハイメサ形状に加工さ
れている。
【００１５】上記半導体導波路型受光素子の製造はつぎ
のような工程で行う。
のような工程で行う。
【００１６】図１（ａ）に示すように半絶縁性ＩｎＰ
基板１０１の一部をエッチングして０．５μｍの段差を
形成する。図１（ｂ）に示すようにＩｎＰ基板１０１
上に、上記ｎ型ＩｎＧａＡｓＰ層１０２からｐ型ＩｎＧ
ａＡｓオーミックコンタクト層１０７に至る各層を順次
エピタキシャル成長し、さらにこれらのエピタキシャル
層を長さ１２μｍ、幅４μｍのハイメサ形状に加工す
る。上記オーミックコンタクト層１０７上にｐ型オー
ミック電極１０９を形成し、導波路の一部をエッチング
して露出したｎ型ＩｎＧａＡｓＰ層１０２上にｎ型オー
ミック電極１０８を形成したのち、上記工程でエッチ
ングした領域の段差から４μｍ離れた位置で半導体層を
劈開し、光入射端面を形成して図１（ｃ）に示すように
そこに酸化けい素からなる無反射膜１１０を堆積する。
基板１０１の一部をエッチングして０．５μｍの段差を
形成する。図１（ｂ）に示すようにＩｎＰ基板１０１
上に、上記ｎ型ＩｎＧａＡｓＰ層１０２からｐ型ＩｎＧ
ａＡｓオーミックコンタクト層１０７に至る各層を順次
エピタキシャル成長し、さらにこれらのエピタキシャル
層を長さ１２μｍ、幅４μｍのハイメサ形状に加工す
る。上記オーミックコンタクト層１０７上にｐ型オー
ミック電極１０９を形成し、導波路の一部をエッチング
して露出したｎ型ＩｎＧａＡｓＰ層１０２上にｎ型オー
ミック電極１０８を形成したのち、上記工程でエッチ
ングした領域の段差から４μｍ離れた位置で半導体層を
劈開し、光入射端面を形成して図１（ｃ）に示すように
そこに酸化けい素からなる無反射膜１１０を堆積する。
【００１７】上記製造工程において形成した段差は、
工程においてもその形状が保存されるため、半導体導
波路型受光素子内の光吸収層の高さは、段差よりも光入
射端面に近い所では低く、段差よりも光入射端面に遠い
所では高く位置している。その結果図２に示すように、
入射光の中心を段差よりも光入射端面に遠い所の光吸収
量の高さと同じ高さに合わせることにより、段差よりも
光入射端面に近い所では閉じ込め係数Γが小さく、段差
よりも光入射端面に遠い所では閉じ込め係数Γが大きく
なる。すなわち、光入射端面に近い所での光吸収量と遠
い所での光吸収量との差を小さくすることができる。実
際に本発明を用いて製作した半導体受光素子において、
入射光を３０ｍＷまで増加しても信号電流は飽和せず、
１５ｍＡの信号電流を取り出すことが可能となった。
工程においてもその形状が保存されるため、半導体導
波路型受光素子内の光吸収層の高さは、段差よりも光入
射端面に近い所では低く、段差よりも光入射端面に遠い
所では高く位置している。その結果図２に示すように、
入射光の中心を段差よりも光入射端面に遠い所の光吸収
量の高さと同じ高さに合わせることにより、段差よりも
光入射端面に近い所では閉じ込め係数Γが小さく、段差
よりも光入射端面に遠い所では閉じ込め係数Γが大きく
なる。すなわち、光入射端面に近い所での光吸収量と遠
い所での光吸収量との差を小さくすることができる。実
際に本発明を用いて製作した半導体受光素子において、
入射光を３０ｍＷまで増加しても信号電流は飽和せず、
１５ｍＡの信号電流を取り出すことが可能となった。
【００１８】本実施例においては、半導体導波路型受光
素子内の光吸収層の高さを、段差よりも光入射端面に近
い所では低く、段差よりも光入射端面に遠い所では高く
位置した例を示したが、段差よりも光入射端面に近い所
では高く、段差よりも光入射端面に遠い所では低くし
て、入射光の中心を段差よりも光入射端面に遠い所の光
吸収層の高さと同じ高さに合わせることにより、同様の
効果を期待することができる。また本実施例において
は、半導体基板に段差を形成した例を示したが、あらか
じめ半導体基板上に積層した半導体層に段差を形成して
も同様の効果が期待できる。また本実施例においては、
光入射端面として劈開面を用いた例を示したが、光入射
端面としてエッチングで形成した面を用いても同様の効
果が期待できる。さらに本実施例においては１つの段差
を形成した例を示したが、２つ以上の段差を形成すれば
より大きな効果を期待することができる。
素子内の光吸収層の高さを、段差よりも光入射端面に近
い所では低く、段差よりも光入射端面に遠い所では高く
位置した例を示したが、段差よりも光入射端面に近い所
では高く、段差よりも光入射端面に遠い所では低くし
て、入射光の中心を段差よりも光入射端面に遠い所の光
吸収層の高さと同じ高さに合わせることにより、同様の
効果を期待することができる。また本実施例において
は、半導体基板に段差を形成した例を示したが、あらか
じめ半導体基板上に積層した半導体層に段差を形成して
も同様の効果が期待できる。また本実施例においては、
光入射端面として劈開面を用いた例を示したが、光入射
端面としてエッチングで形成した面を用いても同様の効
果が期待できる。さらに本実施例においては１つの段差
を形成した例を示したが、２つ以上の段差を形成すれば
より大きな効果を期待することができる。
【００１９】
【発明の効果】上記のように本発明による半導体受光素
子は、段差がついた半導体基板と、該半導体基板上に第
１導電型を有する半導体よりなる第１のクラッド層と、
第２導電型を有する半導体よりなる第２のクラッド層
と、上記第１と第２のクラッド層に挟まれ、第１と第２
のクラッド層より屈折率および光の吸収端波長が大きく
厚さが一定で上記半導体基板の面内方向に対して同一の
半導体層よりなる光吸収層を有する積層構造を備え、該
積層構造を直線状に加工して得られる光導波路と、該光
導波路に垂直な端面をもつ導波路型の半導体受光素子に
おいて、上記段差により積層方向における位置が異な
り、光学的に結合した複数の領域に、上記積層構造が分
割され、該分割された複数の領域上に単一の電極が形成
されていることにより、上記受光素子の光吸収層の高さ
を導波方向に沿って変化させるため、光入射端面に近い
所での光吸収量と光入射端面から遠い所での光吸収量と
の差を小さくすることができ、高出力な半導体受光素子
を実現することができるという効果がある。すなわち、
本発明の実施により、入射光を増加すると信号電流が飽
和するという従来技術の問題点を解消した、高出力な半
導体受光素子およびその製造方法を得ることができる。
子は、段差がついた半導体基板と、該半導体基板上に第
１導電型を有する半導体よりなる第１のクラッド層と、
第２導電型を有する半導体よりなる第２のクラッド層
と、上記第１と第２のクラッド層に挟まれ、第１と第２
のクラッド層より屈折率および光の吸収端波長が大きく
厚さが一定で上記半導体基板の面内方向に対して同一の
半導体層よりなる光吸収層を有する積層構造を備え、該
積層構造を直線状に加工して得られる光導波路と、該光
導波路に垂直な端面をもつ導波路型の半導体受光素子に
おいて、上記段差により積層方向における位置が異な
り、光学的に結合した複数の領域に、上記積層構造が分
割され、該分割された複数の領域上に単一の電極が形成
されていることにより、上記受光素子の光吸収層の高さ
を導波方向に沿って変化させるため、光入射端面に近い
所での光吸収量と光入射端面から遠い所での光吸収量と
の差を小さくすることができ、高出力な半導体受光素子
を実現することができるという効果がある。すなわち、
本発明の実施により、入射光を増加すると信号電流が飽
和するという従来技術の問題点を解消した、高出力な半
導体受光素子およびその製造方法を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による半導体受光素子の一実施例を示す
図で、（ａ）〜（ｃ）はそれぞれの製造工程を示す図で
ある。
図で、（ａ）〜（ｃ）はそれぞれの製造工程を示す図で
ある。
【図２】上記実施例の受光素子内における導波光分布を
示す図である。
示す図である。
【図３】従来の半導体受光素子の構造を示す図である。
【図４】上記従来の受光素子内における導波光分布を示
す図である。
す図である。
１０２、２０２ 第１クラッド層（ｎ型ＩｎＧａＡｓ
Ｐ層） １０３、２０３ ｎ型低キャリア濃度ＩｎＧａＡｓ光
吸収層 １０４、２０４ ｐ型ＩｎＧａＡｓ光吸収層 １０５、２０５ 第２クラッド層（ｐ型ＩｎＧａＡｓ
Ｐ層） １１０、２１０ 無反射膜
Ｐ層） １０３、２０３ ｎ型低キャリア濃度ＩｎＧａＡｓ光
吸収層 １０４、２０４ ｐ型ＩｎＧａＡｓ光吸収層 １０５、２０５ 第２クラッド層（ｐ型ＩｎＧａＡｓ
Ｐ層） １１０、２１０ 無反射膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 31/10 - 31/119
Claims (2)
- 【請求項１】段差がついた半導体基板と、該半導体基板
上に第１導電型を有する半導体よりなる第１のクラッド
層と、第２導電型を有する半導体よりなる第２のクラッ
ド層と、上記第１と第２のクラッド層に挟まれ、第１と
第２のクラッド層より屈折率および光の吸収端波長が大
きく厚さが一定で上記半導体基板の面内方向に対して同
一の半導体層よりなる光吸収層を有する積層構造を備
え、該積層構造を直線状に加工して得られる光導波路
と、該光導波路に垂直な端面をもつ導波路型の半導体受
光素子において、上記段差により積層方向における位置
が異なり、光学的に結合した複数の領域に、上記積層構
造が分割され、該分割された複数の領域上に単一の電極
が形成されていることを特徴とする半導体受光素子。 - 【請求項２】半導体基板と、該半導体基板上に第１導電
型を有する半導体よりなる第１のクラッド層と、第２導
電型を有する半導体よりなる第２のクラッド層と、上記
第１と第２のクラッド層に挟まれ、第１と第２のクラッ
ド層より屈折率および光の吸収端波長が大きく厚さが一
定で上記半導体基板の面内方向に対して同一の半導体層
よりなる光吸収層を有する積層構造を備え、該積層構造
を直線状に加工して得られる光導波路と、該光導波路に
垂直な端面をもつ導波路型の半導体受光素子の製造方法
において、上記半導体基板の一部をエッチングして段差
をつける工程と、段差が形成された上記半導体基板上に
上記積層構造を成長する工程と、成長した上記積層構造
を直線状に加工し、該加工された積層構造上に単一の電
極および上記端面を形成して受光素子を形成する工程と
を備えたことを特徴とする半導体受光素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31180195A JP3247599B2 (ja) | 1995-11-30 | 1995-11-30 | 半導体受光素子およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31180195A JP3247599B2 (ja) | 1995-11-30 | 1995-11-30 | 半導体受光素子およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09153637A JPH09153637A (ja) | 1997-06-10 |
| JP3247599B2 true JP3247599B2 (ja) | 2002-01-15 |
Family
ID=18021603
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31180195A Expired - Fee Related JP3247599B2 (ja) | 1995-11-30 | 1995-11-30 | 半導体受光素子およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3247599B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113659021A (zh) * | 2021-07-16 | 2021-11-16 | 浙江大学 | 一种基于调控半导体材料吸收层厚度的光谱探测器件 |
-
1995
- 1995-11-30 JP JP31180195A patent/JP3247599B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09153637A (ja) | 1997-06-10 |
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