JP5195463B2 - Semiconductor light receiving element and manufacturing method thereof - Google Patents

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  • Light Receiving Elements (AREA)

Description

本発明は、半導体受光素子に関する。   The present invention relates to a semiconductor light receiving element.

近年の技術の発展に伴い、光通信、光計測、光情報処理等の分野における高速且つ大容量化は必須であり、受光素子においては、高速応答に優れた半導体受光素子の開発が不可欠である。例えば、これらの半導体受光素子においては、素子特性の他にも、使用環境やパッケージ設計の自由度等の点から高い信頼性や低コスト化が可能な高い生産性が要求されている。波長1μm〜1.6μm帯の半導体受光素子の例としては、化合物半導体からなるPINフォトダイオード(以下、PIN−PDという。)(例えば、非特許文献1、非特許文献2、特許文献1)やアバランシェフォトダイオード(以下、APDという。)(例えば、特許文献2、非特許文献3、特許文献3)等がある。これらの半導体受光素子では、非特許文献1、特許文献2、非特許文献2のようなプレーナ型構造、擬似プレーナ型構造、または、特許文献1、特許文献3のようなメサ型構造が採用されている。   With the development of technology in recent years, high speed and large capacity in the fields of optical communication, optical measurement, optical information processing, etc. are indispensable, and for light receiving elements, development of semiconductor light receiving elements with excellent high speed response is indispensable. . For example, in these semiconductor light-receiving elements, in addition to the element characteristics, high reliability and high productivity capable of reducing the cost are required in terms of the use environment and the degree of freedom in package design. As an example of a semiconductor light-receiving element having a wavelength band of 1 μm to 1.6 μm, a PIN photodiode made of a compound semiconductor (hereinafter referred to as PIN-PD) (for example, Non-Patent Document 1, Non-Patent Document 2, and Patent Document 1) There are avalanche photodiodes (hereinafter referred to as APD) (for example, Patent Document 2, Non-Patent Document 3, and Patent Document 3). In these semiconductor light receiving elements, a planar type structure, a pseudo-planar type structure such as Non-Patent Document 1, Patent Document 2, and Non-Patent Document 2, or a mesa type structure such as Patent Document 1 and Patent Document 3 is employed. ing.

上記の半導体受光素子は、光が入射する方向により、表面入射構造、裏面入射構造、および、端面入射構造のいずれかに区分される。このうち表面入射構造は、半導体エピタキシャル層表面側より光を入射させる。そのため、フリップチップ実装の必要がなく、実装性に優れ、低コスト化に有利な構造である。例えば、非特許文献2、特許文献1および特許文献2に記載される半導体受光素子は、表面入射構造を採用する。   The semiconductor light-receiving element is classified into one of a front-surface incident structure, a back-surface incident structure, and an end-surface incident structure depending on the light incident direction. Of these, the surface incident structure allows light to enter from the surface side of the semiconductor epitaxial layer. Therefore, there is no need for flip chip mounting, and the structure is excellent in mountability and advantageous for cost reduction. For example, the semiconductor light receiving elements described in Non-Patent Document 2, Patent Document 1, and Patent Document 2 employ a surface incident structure.

なお、半導体受光素子に関する技術として、特許文献4乃至6記載のものもある。特許文献4には、第1導電型の第1電極と光吸収層上に形成された第2導電型の第2電極とを備えるフォトダイオードにおいて、アース接続された第2導電型の第3電極を第2電極の周りに形成した半導体受光素子が記載されている。また、この第3電極としては、第2電極の形成位置を中心とするリング上の第2導電型の電極を使用することが記載されている。特許文献4の技術によれば、第2電極の周囲に設けられた第3電極の作用により、フォトダイオードにおける容量を低減することができることが記載されている。   In addition, as a technique regarding the semiconductor light receiving element, there are also those described in Patent Documents 4 to 6. Patent Document 4 discloses a second conductive type third electrode that is grounded in a photodiode including a first conductive type first electrode and a second conductive type second electrode formed on the light absorption layer. Describes a semiconductor light-receiving element formed around the second electrode. In addition, as the third electrode, it is described that a second conductivity type electrode on a ring centering on the formation position of the second electrode is used. According to the technique of Patent Document 4, it is described that the capacitance of the photodiode can be reduced by the action of the third electrode provided around the second electrode.

特許文献5には、ボンディングパッドと受光素子を結ぶ配線を受光素子の半導体層上でエアブリッジ構造とすることによって、配線容量の低減を可能とすることが記載されている。   Patent Document 5 describes that wiring capacity can be reduced by forming a wiring connecting a bonding pad and a light receiving element with an air bridge structure on a semiconductor layer of the light receiving element.

特許文献6には、受光部及び電極を形成するパッド部が、基板上の分離された位置に、同じ選択成長により形成され、パッド部と受光部とがエアブリッジ配線を介して接続することが記載されている。これにより、製造工程の容易な半導体受光素子を得ることができると記載されている。   In Patent Document 6, a pad portion for forming a light receiving portion and an electrode is formed at the separated position on the substrate by the same selective growth, and the pad portion and the light receiving portion are connected via an air bridge wiring. Have been described. Thus, it is described that a semiconductor light-receiving element that can be easily manufactured can be obtained.

特開2008−16535号公報JP 2008-16535 A 特開2005−285921号公報JP-A-2005-285921 特開2000−22197号公報JP 2000-22197 A 特開平02−026082号公報Japanese Patent Laid-Open No. 02-026082 特開平01−175776号公報Japanese Patent Laid-Open No. 01-175776 特開平08−097461号公報Japanese Patent Laid-Open No. 08-097461

ELECTRONICS LETTERS,Vol.20,No.16,pp.654-656,1984ELECTRONICS LETTERS, Vol.20, No.16, pp.654-656,1984 2007 International Conference on Indium Phosphide and Related Materials Conference Proceedings,TuB3-5,pp.87-902007 International Conference on Indium Phosphide and Related Materials Conference Proceedings, TuB3-5, pp.87-90 IEEE PHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS, Vol.8 No.6 pp.827-829,1996IEEE PHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS, Vol.8 No.6 pp.827-829,1996

しかしながら、上記文献記載の表面入射構造の半導体受光素子においては、素子の低容量化が難しく、周波数特性の向上において不利であった。   However, in the semiconductor light-receiving element having the surface incident structure described in the above-mentioned document, it is difficult to reduce the capacity of the element, which is disadvantageous in improving the frequency characteristics.

図11は、一般的な表面入射構造のメサ型APDの斜視図である。図12は、一般的な表面入射構造のメサ型APDの上面図である。図13は、図12で示すメサ型APDのD−D'断面図である。図11から図13に示す半導体受光素子9は、メサ状の半導体層で形成された受光領域1110と、受光領域1110のメサ上面である受光面1119と、受光領域1110上に形成された第1電極1112と、受光領域1110外部に形成された第2電極1115で構成される。   FIG. 11 is a perspective view of a mesa APD having a general surface incidence structure. FIG. 12 is a top view of a mesa APD having a general surface incidence structure. 13 is a cross-sectional view taken along the line DD ′ of the mesa APD shown in FIG. 11 to 13 includes a light receiving region 1110 formed of a mesa-shaped semiconductor layer, a light receiving surface 1119 that is a mesa upper surface of the light receiving region 1110, and a first light receiving region 1110 formed on the light receiving region 1110. The electrode 1112 and the second electrode 1115 formed outside the light receiving region 1110 are configured.

半導体受光素子9は、n型InP基板1101上にn型InPバッファ層1102、InAlAs増倍層1103、p+型InAlAs電界緩和層1104、InGaAs光吸収層1105、p型InAlAsキャップ層1106、p型InGaAsコンタクト層1107を順次積層した構造である。   The semiconductor light receiving element 9 includes an n-type InP buffer layer 1102, an InAlAs multiplication layer 1103, a p + -type InAlAs electric field relaxation layer 1104, an InGaAs light absorption layer 1105, a p-type InAlAs cap layer 1106, a p-type InGaAs on an n-type InP substrate 1101. The contact layer 1107 is sequentially stacked.

受光面1119は、ウェットエッチングあるいはドライエッチングによるメサ構造の上面に設けられる。メサ部分の側壁は、保護膜1111により被覆されている。   The light receiving surface 1119 is provided on the upper surface of the mesa structure by wet etching or dry etching. The side wall of the mesa portion is covered with a protective film 1111.

受光領域1110外のn型バッファ層1102上には第2電極1115が形成されている。外部回路と接続するため、第1電極用ボンディングパッド1114および第2電極用ボンディングパッド1117が形成されている。第1電極用ボンディングパッド1114は、引き出し配線1113を介して第1電極1112と電気的に接続されている。また、第2電極用ボンディングパッド1117は、引き出し配線1116を介して第2電極1115と電気的に接続されている。受光面1119はAR(Anti-Reflection)コート1118で被覆されている。   A second electrode 1115 is formed on the n-type buffer layer 1102 outside the light receiving region 1110. In order to connect to an external circuit, a first electrode bonding pad 1114 and a second electrode bonding pad 1117 are formed. The first electrode bonding pad 1114 is electrically connected to the first electrode 1112 via the lead wiring 1113. Further, the second electrode bonding pad 1117 is electrically connected to the second electrode 1115 through the lead wiring 1116. The light receiving surface 1119 is covered with an AR (Anti-Reflection) coat 1118.

一般的に表面入射構造における第1電極1112は、光の入射部分を確保するために受光面1118を取り囲むリング状またはそれに順ずる形状に形成される。   In general, the first electrode 1112 in the surface incident structure is formed in a ring shape surrounding the light receiving surface 1118 or a shape corresponding thereto in order to secure a light incident portion.

図11から図13で図示するように、リング形状の電極1112を有する表面入射構造の半導体受光素子9においては、受光面1119の外周に形成するリング形状の第一電極1112により、入射光が遮光される。しかしながら、第一電極1112直下の領域やプロセス上必要となる第一電極1112の外側のプロセスマージン1120となる部分にもpn接合容量が発生する。したがって、リング形状の電極1112により、実際に受光する面積よりも大きなpn接合容量が素子容量に含まれてしまう。ITOやZnOなどの透明電極は入射光を透過できるが、透明電極を採用すると、光通信などで多く用いられる波長1〜1.6μm帯においては、接触抵抗を下げると光吸収が大きくなり、光吸収を抑えた構成をとると接触抵抗が下がらない、というトレードオフの問題があった。   As shown in FIGS. 11 to 13, in the semiconductor light receiving element 9 having the surface incident structure having the ring-shaped electrode 1112, the incident light is blocked by the ring-shaped first electrode 1112 formed on the outer periphery of the light-receiving surface 1119. Is done. However, a pn junction capacitance is also generated in a region immediately below the first electrode 1112 and a portion that becomes a process margin 1120 outside the first electrode 1112 necessary for the process. Therefore, the ring-shaped electrode 1112 includes a pn junction capacitance larger than the actual light receiving area in the element capacitance. Transparent electrodes such as ITO and ZnO can transmit incident light. However, when a transparent electrode is used, light absorption increases when the contact resistance is lowered in the wavelength range of 1 to 1.6 μm, which is often used in optical communications. There was a trade-off problem that the contact resistance did not decrease when the absorption was suppressed.

また、図11から図13で例示する一般的な半導体受光素子は、プロセスマージン1120を有するため、素子の小サイズ化という観点からも不利な構造であった。   In addition, the general semiconductor light-receiving element illustrated in FIGS. 11 to 13 has a process margin 1120 and thus has a disadvantageous structure from the viewpoint of reducing the size of the element.

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、pn接合容量を低減し、かつ、素子の小サイズ化に有利な半導体受光素子を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a semiconductor light-receiving device that reduces the pn junction capacitance and is advantageous in reducing the size of the device.

本発明によれば、
半導体基板と、
前記半導体基板に形成された半導体層と、
前記半導体層の上面に設けられた受光面と、
前記半導体層上に形成された第一電極と、
を有し、
前記半導体層が第一導電型の半導体層を備え、
前記第一導電型の半導体層が、前記受光面の直下に形成され、
前記第一電極が、前記受光面内に配置され
前記受光面に複数の前記第一電極が互いに離隔して形成され、
前記受光面が円形状であり、
前記第一電極の中心間の距離が互いに等しく、かつ、前記第一電極の中心と前記受光面の外周との間の最短距離が等しい位置に、前記第一電極がそれぞれ配置されている半導体受光素子
が提供される。
According to the present invention,
A semiconductor substrate;
A semiconductor layer formed on the semiconductor substrate;
A light-receiving surface provided on the upper surface of the semiconductor layer;
A first electrode formed on the semiconductor layer;
Have
The semiconductor layer comprises a semiconductor layer of a first conductivity type;
The semiconductor layer of the first conductivity type is formed immediately below the light receiving surface;
The first electrode is disposed in the light receiving surface ;
A plurality of the first electrodes are formed on the light receiving surface to be separated from each other,
The light receiving surface is circular,
Semiconductor light receiving devices in which the distances between the centers of the first electrodes are equal to each other, and the shortest distances between the centers of the first electrodes and the outer periphery of the light receiving surface are the same. An element is provided.

また、本発明によれば、
基板に半導体層を形成する工程と、
前記半導体層の上面に受光面を設ける工程と、
前記半導体層上に第一電極を形成する工程と、
を含み、
前記半導体層を形成する前記工程において、第一導電型の半導体層を備える前記半導体層を前記受光面の直下に形成し、
前記第一電極を形成する前記工程において、前記第一電極を前記受光面内に配置し、
前記第一電極を形成する前記工程において、前記受光面に複数の前記第一電極を互いに離隔して形成し、
前記受光面が円形状であり、
前記第一電極を形成する前記工程において、前記第一電極の中心間の距離が互いに等しく、かつ、前記第一電極の中心と前記受光面の外周との間の最短距離が等しい位置に、前記第一電極をそれぞれ配置する半導体受光素子の製造方法
が提供される。
Moreover, according to the present invention,
Forming a semiconductor layer on the substrate;
Providing a light receiving surface on an upper surface of the semiconductor layer;
Forming a first electrode on the semiconductor layer;
Including
In the step of forming the semiconductor layer, the semiconductor layer including a semiconductor layer of a first conductivity type is formed immediately below the light receiving surface,
In the step of forming the first electrode, the first electrode is disposed in the light receiving surface ,
In the step of forming the first electrode, a plurality of the first electrodes are formed apart from each other on the light receiving surface,
The light receiving surface is circular,
In the step of forming the first electrode, the distance between the centers of the first electrodes is equal to each other, and the shortest distance between the center of the first electrode and the outer periphery of the light receiving surface is the same, A method of manufacturing a semiconductor light receiving element in which a first electrode is disposed is provided.

本発明によれば、受光に起因しないpn接合容量を低減できるため、素子容量を低減し、半導体受光素子の周波数特性を向上させることができる。また、素子を小サイズ化することができる。   According to the present invention, since the pn junction capacitance not caused by light reception can be reduced, the device capacitance can be reduced and the frequency characteristics of the semiconductor light receiving device can be improved. Further, the element can be reduced in size.

第1の参考実施形態の半導体受光素子の斜視図である。It is a perspective view of the semiconductor light receiving element of the first reference embodiment. 第1の参考実施形態の半導体受光素子の上面図である。It is a top view of the semiconductor light receiving element of the first reference embodiment. 図2で示す半導体受光素子のA−A'断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of the semiconductor light receiving element shown in FIG. 2 taken along the line AA ′. 図4(a)は、実施の形態に係るエアブリッジ配線を示す斜視図である。図4(b)〜(d)が図4(a)のB−B'断面図である。FIG. 4A is a perspective view showing the air bridge wiring according to the embodiment. 4B to 4D are cross-sectional views taken along the line BB ′ in FIG. の実施形態の半導体受光素子の斜視図である。It is a perspective view of the semiconductor light receiving element of 1st Embodiment. の実施形態の半導体受光素子の上面図である。図6(a)は、第の実施形態の半導体受光素子全体の上面図である。図6(b)は、受光領域周辺の上面図である。It is a top view of the semiconductor light receiving element of the first embodiment. FIG. 6A is a top view of the entire semiconductor light receiving element according to the first embodiment. FIG. 6B is a top view around the light receiving region. 図6で示す半導体受光素子のC−C'断面図である。It is CC 'sectional drawing of the semiconductor light receiving element shown in FIG. 2の参考実施形態である半導体受光素子を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the semiconductor light receiving element which is 2nd reference embodiment. 第1の参考実施形態の半導体受光素子の変形例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the modification of the semiconductor light receiving element of 1st reference embodiment. 実施の形態に係るエアブリッジ配線の変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of the air bridge wiring which concerns on embodiment. 本発明に関連する半導体受光素子の斜視図である。It is a perspective view of the semiconductor light receiving element relevant to this invention. 本発明に関連する半導体受光素子の上面図である。It is a top view of the semiconductor light receiving element relevant to this invention. 図12で示す半導体受光素子のD−D'断面図である。It is DD 'sectional drawing of the semiconductor light receiving element shown in FIG.

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In all the drawings, the same reference numerals are given to the same components, and the description will be omitted as appropriate.

(第1の参考実施形態)
図1は、第1の参考実施形態の半導体受光素子の斜視図である。図2は、第1の参考実施形態の半導体受光素子の上面図である。図3は、図2で示す半導体受光素子のA−A'断面図である。本実施形態の半導体受光素子1は、n型半導体基板101と、n型半導体基板101に形成されたメサ状の受光領域110と、受光領域110のメサ上面である受光面119と、受光領域110上に形成されたp型電極(第一電極)112と、を有する。受光領域110は、p型コンタクト層107(第一導電型の半導体層)を備える。p型コンタクト層107は、受光面119の直下全面にわたって形成されている。p型電極112は、受光面119内に配置されている。
(First Reference Embodiment)
FIG. 1 is a perspective view of the semiconductor light receiving element of the first reference embodiment. FIG. 2 is a top view of the semiconductor light receiving element of the first reference embodiment. 3 is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of the semiconductor light receiving element shown in FIG. The semiconductor light receiving element 1 of this embodiment includes an n-type semiconductor substrate 101, a mesa-shaped light receiving region 110 formed on the n-type semiconductor substrate 101, a light receiving surface 119 that is a mesa upper surface of the light receiving region 110, and a light receiving region 110. A p-type electrode (first electrode) 112 formed thereon. The light receiving region 110 includes a p-type contact layer 107 (first conductivity type semiconductor layer). The p-type contact layer 107 is formed over the entire surface immediately below the light receiving surface 119. The p-type electrode 112 is disposed in the light receiving surface 119.

具体的には、本実施形態において、受光面119に一個のp型電極112が形成されている。図2で示すように、p型電極112の中心が、受光面119の中心に位置する。図1及び図2では、受光面119が円形状である例を示すが、受光面119は、楕円状であっても矩形であってもよい。   Specifically, in this embodiment, one p-type electrode 112 is formed on the light receiving surface 119. As shown in FIG. 2, the center of the p-type electrode 112 is located at the center of the light receiving surface 119. 1 and 2 show an example in which the light receiving surface 119 is circular, the light receiving surface 119 may be elliptical or rectangular.

受光面119に対するp型電極112の面積比は20%以下とすると好ましく、より好ましくは10%以下とする。こうすることで、pn接合容量の低減による応答速度の向上という効果や、素子サイズの縮小による低コスト化および省スペースという効果を良好に得ることができる。   The area ratio of the p-type electrode 112 to the light receiving surface 119 is preferably 20% or less, and more preferably 10% or less. By doing so, it is possible to satisfactorily obtain the effect of improving the response speed by reducing the pn junction capacitance and the effect of cost reduction and space saving by reducing the element size.

半導体受光素子1は、外部回路と接続するため、受光面119の外部にp型電極112用のボンディングパッド114(第一導電型のパッド)を備えていてもよい。p型電極112の引き出し配線として、エアブリッジ配線113を用い、p型電極112とボンディングパッド114とを電気的に接続する。このとき、エアブリッジ配線113は、受光面119を跨ぐように形成させる。エアブリッジ配線113により光が遮光されると、受光に起因しないPN接合面を増加させることになってしまう。しかしながら、受光面119を跨ぐようにエアブリッジ配線113を形成することで、受光に起因しないpn接合容量を低減することができる。   The semiconductor light receiving element 1 may include a bonding pad 114 (first conductivity type pad) for the p-type electrode 112 outside the light receiving surface 119 in order to connect to an external circuit. An air bridge wiring 113 is used as a lead wiring for the p-type electrode 112, and the p-type electrode 112 and the bonding pad 114 are electrically connected. At this time, the air bridge wiring 113 is formed so as to straddle the light receiving surface 119. When light is blocked by the air bridge wiring 113, the number of PN junction surfaces not caused by light reception is increased. However, by forming the air bridge wiring 113 so as to straddle the light receiving surface 119, it is possible to reduce the pn junction capacitance not caused by light reception.

図4は、エアブリッジ配線113を示す図である。図4(a)がエアブリッジ配線113を斜視図である。図4(b)〜(d)が図4(a)のB−B'断面図である。図4(b)〜(d)で示すように、p型電極112側のエアブリッジ配線113は、受光面119に対向する側の配線幅を相対的に狭くする。こうすることで、入射光の回り込みが向上し、受光面119における光の受光を妨げない構成となる。また、配線の上面側の配線幅を相対的に広くすることで配線の断面積が広くできるため、配線の抵抗を低減することが可能となる。   FIG. 4 is a diagram showing the air bridge wiring 113. FIG. 4A is a perspective view of the air bridge wiring 113. 4B to 4D are cross-sectional views taken along the line BB ′ in FIG. As shown in FIGS. 4B to 4D, the air bridge wiring 113 on the p-type electrode 112 side relatively narrows the wiring width on the side facing the light receiving surface 119. By doing so, the wraparound of incident light is improved, and the light receiving surface 119 is not hindered from receiving light. Moreover, since the cross-sectional area of the wiring can be increased by relatively widening the wiring width on the upper surface side of the wiring, the resistance of the wiring can be reduced.

半導体受光素子1は、表面入射構造のメサ型APDである。以下、半導体受光素子1の一例について詳細に説明する。   The semiconductor light receiving element 1 is a mesa APD having a surface incident structure. Hereinafter, an example of the semiconductor light receiving element 1 will be described in detail.

半導体受光素子1は、n型InP基板101上にn型InPバッファ層102、InAlAs増倍層103、p+型InAlAs電界緩和層104、InGaAs光吸収層105、p型InAlAsキャップ層106、p型InGaAsコンタクト層107を順次積層したメサ状の半導体層で形成された受光領域110を有する。   The semiconductor light receiving element 1 includes an n-type InP buffer layer 102, an InAlAs multiplication layer 103, a p + -type InAlAs electric field relaxation layer 104, an InGaAs light absorption layer 105, a p-type InAlAs cap layer 106, and a p-type InGaAs on an n-type InP substrate 101. It has a light receiving region 110 formed of a mesa-like semiconductor layer in which contact layers 107 are sequentially stacked.

受光領域110は、ウェットエッチングあるいはドライエッチングによるメサ構造で形成される。受光領域110のメサ上面は受光面119である。メサ部分の側壁は、保護膜111により被覆されている。p型InGaAsコンタクト層107上には第一電極であるp型電極112が形成され、エアブリッジ配線113により受光面119外の保護膜111上に形成されたp型電極用ボンディングパッド114と接続されている。このp型電極112は、円形の受光面119の中央に形成されており、受光面119の全外周部分から等距離の位置となっている。   The light receiving region 110 is formed with a mesa structure by wet etching or dry etching. The mesa upper surface of the light receiving region 110 is a light receiving surface 119. The side wall of the mesa portion is covered with a protective film 111. A p-type electrode 112 as a first electrode is formed on the p-type InGaAs contact layer 107 and connected to a p-type electrode bonding pad 114 formed on the protective film 111 outside the light receiving surface 119 by an air bridge wiring 113. ing. The p-type electrode 112 is formed at the center of the circular light receiving surface 119 and is located at an equal distance from the entire outer peripheral portion of the light receiving surface 119.

受光領域110外のn型InPバッファ層102上には第2電極であるn型電極115が形成されている。また、外部回路との接続のため、保護膜111上のn型電極用ボンディングパッド117が形成されている。n型電極115とn型電極用ボンディングパッド117とは、引き出し配線116を介して電気的に接続されている。受光面119はp型電極112以外の部分は全てARコート118で被覆されている。   An n-type electrode 115 as a second electrode is formed on the n-type InP buffer layer 102 outside the light receiving region 110. Further, an n-type electrode bonding pad 117 on the protective film 111 is formed for connection to an external circuit. The n-type electrode 115 and the n-type electrode bonding pad 117 are electrically connected through the lead wiring 116. All portions of the light receiving surface 119 other than the p-type electrode 112 are covered with an AR coat 118.

つづいて、半導体受光素子1の製造方法について、図3を参照しつつ説明する。はじめに、ガスソースMBE、固体ソースMBE、MO−MBEなどを用いてn型半導体基板101上にエピタキシャル層(半導体層102〜107)を形成する。   Next, a manufacturing method of the semiconductor light receiving element 1 will be described with reference to FIG. First, an epitaxial layer (semiconductor layers 102 to 107) is formed on the n-type semiconductor substrate 101 using a gas source MBE, a solid source MBE, MO-MBE, or the like.

ついで、ブロム系などのエッチング液を用いたウェットエッチングまたはドライエッチングにより、上記エピタキシャル層にメサ状の受光領域110を形成する。   Next, a mesa-shaped light receiving region 110 is formed in the epitaxial layer by wet etching or dry etching using a bromine-based etching solution.

ついで、受光領域110の上面にARコート118を形成する。また、メサ側壁およびメサ底面を保護膜111で覆う。保護膜111は、SiOxあるいはSiNxなどの無機絶縁膜やポリイミドあるいはBCBなどの有機絶縁膜により形成することができる。   Next, an AR coat 118 is formed on the upper surface of the light receiving region 110. The mesa side wall and the mesa bottom surface are covered with a protective film 111. The protective film 111 can be formed of an inorganic insulating film such as SiOx or SiNx or an organic insulating film such as polyimide or BCB.

ついで、Ti/Pt/AuやAu/Ge/NiあるいはAuZnなどの電極金属を真空蒸着することでp型電極112およびn型電極115を形成する。p型電極112は、受光面119内に配置させ、受光面119の外周から離隔した位置に形成させる。   Next, the p-type electrode 112 and the n-type electrode 115 are formed by vacuum-depositing an electrode metal such as Ti / Pt / Au, Au / Ge / Ni, or AuZn. The p-type electrode 112 is disposed in the light receiving surface 119 and formed at a position separated from the outer periphery of the light receiving surface 119.

ついで、エアブリッジ配線113を介して、p型電極112と保護膜111上のp型電極用ボンディングパッド114とを電気的に接続する。また、引き出し配線116を介してn型電極115と保護膜111上のn型電極用ボンディングパッド117とを電気的に接続する。こうすることで、半導体受光素子1を得る。   Next, the p-type electrode 112 and the p-type electrode bonding pad 114 on the protective film 111 are electrically connected via the air bridge wiring 113. Further, the n-type electrode 115 and the n-type electrode bonding pad 117 on the protective film 111 are electrically connected through the lead wiring 116. Thus, the semiconductor light receiving element 1 is obtained.

つづいて、本実施形態の半導体受光素子1の作用効果について説明する。本実施形態では、p型電極112が形成された受光面119の直下にp型半導体層(p型コンタクト層107)を形成する。これにより、受光領域110に均一に電界をかけることができる。一方、受光面119内にp型電極112を配置するため、受光に寄与しないp型電極112の面積分のpn接合面を従来よりも減少させることができる。したがって、受光に起因しないpn接合容量を低減させて素子の低容量化を図ることができる。また、受光面119内にp型電極112を配置することで、リング状の電極で必要であるプロセスマージンを不要とし、素子を小サイズ化することもできる。よって、半導体受光素子1によれば、半導体受光素子の素子容量を低下して周波数特性を向上させつつ、素子を小サイズ化することができる。   It continues and demonstrates the effect of the semiconductor light receiving element 1 of this embodiment. In this embodiment, a p-type semiconductor layer (p-type contact layer 107) is formed immediately below the light receiving surface 119 on which the p-type electrode 112 is formed. Thereby, an electric field can be uniformly applied to the light receiving region 110. On the other hand, since the p-type electrode 112 is disposed in the light receiving surface 119, the pn junction surface corresponding to the area of the p-type electrode 112 that does not contribute to light reception can be reduced as compared with the conventional case. Therefore, the pn junction capacitance that is not caused by light reception can be reduced to reduce the capacitance of the element. Further, by disposing the p-type electrode 112 in the light receiving surface 119, the process margin required for the ring-shaped electrode is not required, and the element can be reduced in size. Therefore, according to the semiconductor light receiving element 1, it is possible to reduce the element size while reducing the element capacity of the semiconductor light receiving element and improving the frequency characteristics.

図11〜図13で示す従来の表面入射構造の半導体受光素子9では、素子の低容量化が難しく、周波数特性の向上において不利であるという問題があった。この原因は、受光面1119の外周を囲むように形成されたリング形状の第一電極1112にあった。受光領域1110において第一電極1112直下の領域は電極メタルによって入射光が遮光されるため受光に寄与しない。しかしながら、第一電極1112の面積分や製作上必要となる電極1112の外側のプロセスマージン1120にもpn接合容量が発生する。このため、リング形状の電極1112を有する素子では実際に受光する面積よりも大きなpn接合容量が素子容量に含まれてしまい、素子の低容量化が難しかった。   The conventional semiconductor light-receiving element 9 having a front-illuminated structure shown in FIGS. 11 to 13 has a problem that it is difficult to reduce the capacity of the element, which is disadvantageous in improving frequency characteristics. This was caused by the ring-shaped first electrode 1112 formed so as to surround the outer periphery of the light receiving surface 1119. In the light receiving region 1110, the region immediately below the first electrode 1112 does not contribute to light reception because incident light is blocked by the electrode metal. However, a pn junction capacitance is also generated in the process margin 1120 outside the electrode 1112 necessary for manufacturing and the area of the first electrode 1112. For this reason, in the element having the ring-shaped electrode 1112, a pn junction capacitance larger than the actual light receiving area is included in the element capacitance, and it is difficult to reduce the capacitance of the element.

例えば、受光領域1110のメサ上面を直径50μmの円形とし、第一電極1112の幅を5μm、プロセスマージン1120を3μmとした場合、受光領域1110のメサ上面の面積3.42×10−5cmに対して第一電極1112およびプロセスマージン1120部分の面積は1.46×10−5cmである。したがって、受光に寄与しない第一電極1112およびプロセスマージン1120部分が受光領域1110のメサ上面の面積の43%を占めることとなり、この面積に相当する余分なpn接合容量が素子容量を増やしていた。具体的には、半導体受光素子9の1cm当たりのpn接合容量が12nFの半導体構造を有するAPDの場合、素子全体のpn接合容量は、0.428pFであり、受光に寄与しないリング状の第1電極1112部分とプロセスマージン1120部分に相当するpn接合容量は0.183pFもある。 For example, when the mesa upper surface of the light receiving region 1110 is circular with a diameter of 50 μm, the width of the first electrode 1112 is 5 μm, and the process margin 1120 is 3 μm, the area of the upper surface of the mesa of the light receiving region 1110 is 3.42 × 10 −5 cm 2. On the other hand, the area of the first electrode 1112 and the process margin 1120 is 1.46 × 10 −5 cm 2 . Therefore, the first electrode 1112 that does not contribute to light reception and the process margin 1120 portion occupy 43% of the area of the upper surface of the mesa of the light receiving region 1110, and an extra pn junction capacitance corresponding to this area increases the element capacitance. Specifically, in the case of an APD having a semiconductor structure in which the pn junction capacitance per 1 cm 2 of the semiconductor light receiving element 9 is 12 nF, the pn junction capacitance of the entire element is 0.428 pF, and it does not contribute to light reception. The pn junction capacitance corresponding to the 1 electrode 1112 portion and the process margin 1120 portion is 0.183 pF.

一方、半導体受光素子1においては、p型電極112を受光面119内に配置する。こうすることで、受光に関与しないプロセスマージン1120をなくすことができる。たとえば、受光領域110のメサ上面の直径を50μmとし、p型電極112の直径を5μmとした場合、受光面119の面積は1.96×10−5cmである。p型電極112により遮光される部分の面積は0.02×10−5cmであるから、1cm当たりのpn接合容量が12nFの半導体層構造を有するAPDの場合、受光領域110全体のpn接合容量は0.245pFである。一方、受光に寄与しないp型電極112部分に相当するpn接合容量は0.0025pFであり、受光領域110全体の1%程度にすることができる。したがって、受光面に配置するp型電極112の面積を小さくすることで、余分なpn接合容量の付加を小さくすることができる。 On the other hand, in the semiconductor light receiving element 1, the p-type electrode 112 is disposed in the light receiving surface 119. By doing so, it is possible to eliminate the process margin 1120 that is not involved in light reception. For example, when the diameter of the mesa upper surface of the light receiving region 110 is 50 μm and the diameter of the p-type electrode 112 is 5 μm, the area of the light receiving surface 119 is 1.96 × 10 −5 cm 2 . Since the area of the portion shielded by the p-type electrode 112 is 0.02 × 10 −5 cm 2 , in the case of an APD having a semiconductor layer structure with a pn junction capacitance per 1 cm 2 of 12 nF, the pn of the entire light receiving region 110 The junction capacitance is 0.245 pF. On the other hand, the pn junction capacitance corresponding to the p-type electrode 112 portion that does not contribute to light reception is 0.0025 pF, and can be about 1% of the entire light receiving region 110. Therefore, by reducing the area of the p-type electrode 112 disposed on the light receiving surface, it is possible to reduce the addition of extra pn junction capacitance.

このように半導体受光素子1では、従来の半導体光受光素子に対して大幅なpn接合容量低減という効果が得られる。また、半導体受光素子1では、CR時定数による帯域制限が存在するため、素子容量の低減による応答速度の向上という効果を得ることができる。   As described above, in the semiconductor light receiving element 1, an effect of greatly reducing the pn junction capacitance can be obtained compared to the conventional semiconductor light receiving element. In addition, since the semiconductor light receiving element 1 has a band limitation due to the CR time constant, an effect of improving the response speed by reducing the element capacity can be obtained.

また、図11〜図13で示す従来の表面入射構造の半導体受光素子9では、素子の小サイズ化に不利であるという問題もあった。この原因は、受光面1119の外周を囲むように受光領域1110のメサ上面に形成されたリング形状の第一電極1112にあった。これにより、受光面1119において受光する部分の面積に加えて第一電極1112の面積と製作上必要となる電極外側のプロセスマージン1120の面積が必要となっていた。   Further, the conventional semiconductor light-receiving element 9 having the front-surface incident structure shown in FIGS. 11 to 13 has a problem that it is disadvantageous for reducing the size of the element. This was caused by the ring-shaped first electrode 1112 formed on the mesa upper surface of the light receiving region 1110 so as to surround the outer periphery of the light receiving surface 1119. Thus, in addition to the area of the light receiving surface 1119 that receives light, the area of the first electrode 1112 and the area of the process margin 1120 outside the electrode necessary for manufacturing are required.

たとえば、受光領域1110のメサ上面を直径50μmの円形とし、第一電極1112の幅を5μm、プロセスマージン1120を3μmとした場合、半導体受光素子9のメサ上面の面積は3.42×10−5cmであった。 For example, when the mesa upper surface of the light receiving region 1110 is circular with a diameter of 50 μm, the width of the first electrode 1112 is 5 μm, and the process margin 1120 is 3 μm, the area of the mesa upper surface of the semiconductor light receiving element 9 is 3.42 × 10 −5. cm 2 .

一方、半導体受光素子1によれば、p型電極112を受光面119内に配置する。こうすることで、受光に関与しないプロセスマージン1120をなくすことができる。たとえば、受光領域110のメサ上面の直径を50μmとし、p型電極112の直径を5μmとした場合、受光領域110のメサ上面の面積は1.98×10−5cmである。したがって、光を受光できる面積は同じであるにも関わらず、受光領域110のメサ上面の面積は受光領域1110のメサ上面に比べて40%以上低減される。したがって、素子の小サイズ化に有利となり、コスト低減やモジュールの省スペース化が可能となる。 On the other hand, according to the semiconductor light receiving element 1, the p-type electrode 112 is disposed in the light receiving surface 119. By doing so, it is possible to eliminate the process margin 1120 that is not involved in light reception. For example, when the diameter of the mesa upper surface of the light receiving region 110 is 50 μm and the diameter of the p-type electrode 112 is 5 μm, the area of the upper surface of the mesa of the light receiving region 110 is 1.98 × 10 −5 cm 2 . Therefore, although the area where light can be received is the same, the area of the mesa upper surface of the light receiving region 110 is reduced by 40% or more compared to the mesa upper surface of the light receiving region 1110. Therefore, it is advantageous for reducing the size of the element, and cost reduction and space saving of the module can be achieved.

また、半導体受光素子1は、受光面119上に形成されたp型電極112と受光領域110外に形成されたp型電極112用ボンディングパッド114とがエアブリッジ配線113を介して接続される。そのため、半導体表面上に直接形成された配線と比べて入射光が配線下の受光面に対して回り込み易く、入射光の遮光が低減される。したがって、受光に関与しない部分を増加させずに外部回路と接続することができ、受光領域110内での光吸収の均一性を保持することができる。   In the semiconductor light receiving element 1, the p-type electrode 112 formed on the light receiving surface 119 and the bonding pad 114 for the p-type electrode 112 formed outside the light receiving region 110 are connected via an air bridge wiring 113. For this reason, compared to the wiring directly formed on the semiconductor surface, the incident light is likely to go around the light receiving surface under the wiring, and the shielding of the incident light is reduced. Therefore, it is possible to connect to an external circuit without increasing the portion not involved in light reception, and it is possible to maintain the uniformity of light absorption in the light receiving region 110.

以上のように、半導体受光素子1によれば、高性能かつ高信頼特性を有し、製造が容易な半導体受光素子を提供することができる。   As described above, according to the semiconductor light receiving element 1, it is possible to provide a semiconductor light receiving element that has high performance and high reliability and is easy to manufacture.

(第の実施形態)
図5は、第の実施形態の半導体受光素子の斜視図である。図6は、第の実施形態の半導体受光素子の上面図である。図6(a)は、第の実施形態の半導体受光素子全体の上面図であり、図6(b)は、受光面619周辺の上面図である。図7は、図6で示す半導体受光素子のC−C'断面図である。本実施形態の半導体受光素子2は、受光面619に4つのp型電極(第一電極)612が互いに離隔して形成されている。図6(a)で示すように受光面619は円形状である。図6(b)で示すように、各p型電極612の中心間の距離(r)が互いに等しく、かつ、p型電極612の中心と受光面619の外周との間の最短距離(r)が等しい位置に、p型電極612がそれぞれ配置されている。
(First Embodiment)
FIG. 5 is a perspective view of the semiconductor light receiving element of the first embodiment. FIG. 6 is a top view of the semiconductor light receiving element of the first embodiment. FIG. 6A is a top view of the entire semiconductor light receiving element according to the first embodiment, and FIG. 6B is a top view around the light receiving surface 619. 7 is a cross-sectional view taken along the line CC ′ of the semiconductor light receiving element shown in FIG. In the semiconductor light receiving element 2 of the present embodiment, four p-type electrodes (first electrodes) 612 are formed on the light receiving surface 619 so as to be separated from each other. As shown in FIG. 6A, the light receiving surface 619 has a circular shape. As shown in FIG. 6B, the distances (r) between the centers of the p-type electrodes 612 are equal to each other, and the shortest distance (r) between the center of the p-type electrode 612 and the outer periphery of the light receiving surface 619 is obtained. The p-type electrodes 612 are arranged at the same positions.

半導体受光素子2は、表面入射構造のメサ型APDである。以下、半導体受光素子2の一例について詳細に説明する。   The semiconductor light receiving element 2 is a mesa type APD having a surface incident structure. Hereinafter, an example of the semiconductor light receiving element 2 will be described in detail.

半導体受光素子2は、n型InP基板601上にn型InPバッファ層602、InAlAs増倍層603、p+型InAlAs電界緩和層604、InGaAs光吸収層605、p型InAlAsキャップ層606、p型InGaAsコンタクト層607を順次積層した半導体層で形成された受光領域610を有する。受光領域610はウェットエッチングあるいはドライエッチングによるメサ構造で形成される。受光領域610のメサ上面は受光面619である。   The semiconductor light receiving element 2 includes an n-type InP buffer layer 602, an InAlAs multiplication layer 603, a p + -type InAlAs electric field relaxation layer 604, an InGaAs light absorption layer 605, a p-type InAlAs cap layer 606, and a p-type InGaAs. A light receiving region 610 is formed of a semiconductor layer in which contact layers 607 are sequentially stacked. The light receiving region 610 is formed with a mesa structure by wet etching or dry etching. The mesa upper surface of the light receiving region 610 is a light receiving surface 619.

受光領域610のメサ部分の側壁は、保護膜611により被覆されている。p型InGaAsコンタクト層607には第1電極である4個からなるp型電極612が形成され、エアブリッジ配線613により受光領域610外の保護膜611上に形成されたp型電極用引き出し配線625と接続されている。   The side wall of the mesa portion of the light receiving region 610 is covered with a protective film 611. The p-type InGaAs contact layer 607 is formed with four p-type electrodes 612 that are first electrodes, and a p-type electrode lead-out wiring 625 formed on the protective film 611 outside the light receiving region 610 by the air bridge wiring 613. Connected with.

このp型電極612は、図6(b)に示すように各電極を中心にした抵抗が一定値R以下となる半径rの範囲を重ね合わせた領域(換言すると、電極までの抵抗が一定値R以下の範囲630)が受光面619全面をカバーするように、各電極を等距離かつ各電極と受光する範囲の外周との最短距離が等しく配置されている。   As shown in FIG. 6B, the p-type electrode 612 has a region in which a range of a radius r in which the resistance around each electrode is a constant value R or less is overlapped (in other words, the resistance to the electrode is a constant value). Each electrode is equidistant and the shortest distance between each electrode and the outer periphery of the light receiving range is equally arranged so that a range 630) of R or less covers the entire light receiving surface 619.

受光領域610外のn型InPバッファ層602上には第二電極であるn型電極615が形成されており、保護膜611上のn型電極用ボンディングパッド617と電気的に接続されている。受光面619は、p型電極612以外の部分は全てARコート618で被覆されている。   An n-type electrode 615 as a second electrode is formed on the n-type InP buffer layer 602 outside the light receiving region 610 and is electrically connected to the n-type electrode bonding pad 617 on the protective film 611. The light receiving surface 619 is all covered with an AR coat 618 except for the p-type electrode 612.

半導体受光素子2では、各p型電極612は、光キャリアの発生位置から電極までの抵抗が一定値R以下となる半径rの範囲630の中央に位置している。光キャリアの発生位置から最も近い電極までの距離は、光電流に対する受光面の面方向の抵抗となり、その抵抗値はp型の半導体層のシート抵抗と最も近い電極までの距離で決まる値である。つまり、p型InGaAsコンタクト層607のシート抵抗と光キャリアの発生位置からp型電極612までの距離とで光電流に対する抵抗値Rが決まる。また、この抵抗値Rは距離が遠いほど大きくなることは自明である。発生した光キャリアの電極への到達時間は受光領域に依存する上述の抵抗値Rの影響を受けるため、最終的には光キャリアの発生位置から最も近い電極までの距離は素子の応答速度や信号の立ち上がり、立下り時間を左右する。したがって、この距離の縮小により応答速度の向上が可能になる。   In the semiconductor light receiving element 2, each p-type electrode 612 is located at the center of a range 630 of a radius r where the resistance from the optical carrier generation position to the electrode is a certain value R or less. The distance from the generation position of the photocarrier to the nearest electrode is a resistance in the surface direction of the light receiving surface with respect to the photocurrent, and the resistance value is a value determined by the sheet resistance of the p-type semiconductor layer and the distance to the nearest electrode. . That is, the resistance value R with respect to the photocurrent is determined by the sheet resistance of the p-type InGaAs contact layer 607 and the distance from the photocarrier generation position to the p-type electrode 612. It is obvious that the resistance value R increases as the distance increases. Since the arrival time of the generated optical carrier to the electrode is influenced by the above-described resistance value R depending on the light receiving region, the distance from the generation position of the optical carrier to the nearest electrode finally depends on the response speed of the element and the signal Influences the rise and fall time. Therefore, the response speed can be improved by reducing the distance.

また、半導体受光素子2では、エアブリッジ配線613により受光領域610外の保護膜611上に形成されたp型電極用引き出し配線625と接続されている。そのため、入射光が配線下の受光面に対して回り込み易く、受光に関与しない部分が低減され、受光面での受光感度のバラツキが改善される。   Further, in the semiconductor light receiving element 2, the air bridge wiring 613 is connected to the p-type electrode lead wiring 625 formed on the protective film 611 outside the light receiving region 610. For this reason, incident light easily goes around the light receiving surface under the wiring, and a portion not involved in light reception is reduced, and variation in light receiving sensitivity on the light receiving surface is improved.

エアブリッジ配線613は、より最適には、図4に示すエアブリッジ配線113と同様に受光面619表面に近い側が細く、上部に広がる形状にする。こうすることで、入射光の回り込みを向上し、配線の抵抗を低減することが可能である。   More preferably, the air bridge wiring 613 has a shape in which the side close to the surface of the light receiving surface 619 is narrow and widens upward like the air bridge wiring 113 shown in FIG. By doing so, it is possible to improve the wraparound of incident light and reduce the resistance of the wiring.

半導体受光素子2は、半導体受光素子1と同様の製造方法により得られる。   The semiconductor light receiving element 2 is obtained by the same manufacturing method as the semiconductor light receiving element 1.

(第2の参考実施形態)
図8は第2の参考実施形態である半導体受光素子3を示す断面図である。半導体受光素子3は、表面入射構造のメサ型PIN−PDである。
( Second Reference Embodiment)
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a semiconductor light receiving element 3 according to the second embodiment. The semiconductor light receiving element 3 is a mesa PIN-PD having a front-surface incident structure.

n型InP基板1001上にn型InPバッファ層1002、アンドープInGaAs層1003、p型InP層1004、p型InGaAsコンタクト層1005を順次積層した構造である。半導体層で形成された受光領域1010は、ウェットエッチングあるいはドライエッチングによるメサ構造で形成される。受光領域1010のメサ上面が受光面1019である。メサ部分の側壁は、保護膜1011により被覆されている。受光面1019内には第一電極であるp型電極1012が形成され、エアブリッジ配線1013により受光領域1010外の保護膜1011上に形成されたp型電極用ボンディングパッド1014と電気的に接続されている。   In this structure, an n-type InP buffer layer 1002, an undoped InGaAs layer 1003, a p-type InP layer 1004, and a p-type InGaAs contact layer 1005 are sequentially stacked on an n-type InP substrate 1001. The light receiving region 1010 formed of the semiconductor layer is formed with a mesa structure by wet etching or dry etching. The mesa upper surface of the light receiving region 1010 is a light receiving surface 1019. A side wall of the mesa portion is covered with a protective film 1011. A p-type electrode 1012, which is a first electrode, is formed in the light-receiving surface 1019 and is electrically connected to a p-type electrode bonding pad 1014 formed on the protective film 1011 outside the light-receiving region 1010 by an air bridge wiring 1013. ing.

このp型電極1012は、円形の受光面1019の中央に形成されており、受光面1019の全外周部分から等距離の位置となっている。受光領域1010外のn型InPバッファ層1002上には第二電極であるn型電極1015が形成されており、n型電極用引き出し配線1016を介して保護膜1011上のn型電極用ボンディングパッド1017と電気的に接続されている。受光面1019は、p型電極1012以外の部分は全てARコート1018で被覆されている。   The p-type electrode 1012 is formed at the center of the circular light receiving surface 1019 and is equidistant from the entire outer peripheral portion of the light receiving surface 1019. An n-type electrode 1015 as a second electrode is formed on the n-type InP buffer layer 1002 outside the light receiving region 1010, and an n-type electrode bonding pad on the protective film 1011 through an n-type electrode lead-out wiring 1016. 1017 is electrically connected. All portions of the light receiving surface 1019 other than the p-type electrode 1012 are covered with an AR coat 1018.

かかる表面入射構造のメサ型PIN−PDにおいては、受光面1019上に形成されたp型電極1012は円形の受光面1019中央に形成されているので、このp型電極1012から受光面1019外周までの距離は外周上のどの位置に対しても等しい。従って、半導体受光素子1と同様に、受光面1019内において均一な光応答を得ることができる。   In the mesa PIN-PD having such a front-surface incident structure, the p-type electrode 1012 formed on the light receiving surface 1019 is formed at the center of the circular light receiving surface 1019. Therefore, from the p-type electrode 1012 to the outer periphery of the light receiving surface 1019. Is the same for any position on the circumference. Therefore, similar to the semiconductor light receiving element 1, a uniform optical response can be obtained in the light receiving surface 1019.

以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described with reference to drawings, these are the illustrations of this invention, Various structures other than the above are also employable.

たとえば、半導体受光素子1では、p型コンタクト層107が受光面119の直下一面にわたって形成されている。しかしながら、p型コンタクト層107は電極金属とのコンタクト抵抗低減のため形成されている。そのため、図9の断面図に示すように第一電極512金属直下以外の領域のp型InGaAsコンタクト層507を除去してもよい。特に通信などで多く用いられる波長1μm〜1.6μm帯においてはInGaAsでの吸収が大きいことからInGaAsコンタクト層507の除去により受光感度の向上が可能である。この場合においても、受光面519の直下にわたってp型キャップ層506が形成されることになる。そのため、均一に電界をかけることができ、立ち上がり電圧を低下させて、応答速度を向上させることができる。   For example, in the semiconductor light receiving element 1, the p-type contact layer 107 is formed over the entire surface immediately below the light receiving surface 119. However, the p-type contact layer 107 is formed to reduce the contact resistance with the electrode metal. Therefore, as shown in the cross-sectional view of FIG. 9, the p-type InGaAs contact layer 507 in a region other than the region immediately below the first electrode 512 metal may be removed. In particular, in the wavelength band of 1 μm to 1.6 μm, which is often used for communication, etc., the absorption by InGaAs is large, so that the light receiving sensitivity can be improved by removing the InGaAs contact layer 507. Even in this case, the p-type cap layer 506 is formed directly below the light receiving surface 519. Therefore, the electric field can be applied uniformly, the rising voltage can be reduced, and the response speed can be improved.

なお、図9では、半導体受光素子1の変形例である半導体受光素子5を示す。半導体受光素子5は、n型InP基板501上にn型InPバッファ層502、InAlAs増倍層503、p+型InAlAs電界緩和層504、InGaAs光吸収層505、p型InAlAsキャップ層506、p型InGaAsコンタクト層507を順次積層した半導体層で形成された受光領域510を有する。受光領域510のメサ上面が受光面519である。   FIG. 9 shows a semiconductor light receiving element 5 which is a modification of the semiconductor light receiving element 1. The semiconductor light receiving element 5 includes an n-type InP buffer layer 502, an InAlAs multiplication layer 503, a p + -type InAlAs electric field relaxation layer 504, an InGaAs light absorption layer 505, a p-type InAlAs cap layer 506, and a p-type InGaAs on an n-type InP substrate 501. It has a light receiving region 510 formed of a semiconductor layer in which contact layers 507 are sequentially stacked. The mesa upper surface of the light receiving region 510 is a light receiving surface 519.

受光領域510は、ウェットエッチングあるいはドライエッチングによるメサ構造で形成される。受光領域510のメサ上面が受光面519である。受光領域510のメサ部分の側壁は、保護膜511により被覆されている。p型InGaAsコンタクト層507上に第一電極であるp型電極512が形成され、エアブリッジ配線513により受光領域510外の保護膜511上に形成されたp型電極用ボンディングパッド514と接続されている。このp型電極512は、円形の受光面519の中央に形成されており、受光面519の全外周部分から等距離の位置となっている。   The light receiving region 510 is formed with a mesa structure by wet etching or dry etching. The mesa upper surface of the light receiving region 510 is a light receiving surface 519. The side wall of the mesa portion of the light receiving region 510 is covered with a protective film 511. A p-type electrode 512 as a first electrode is formed on the p-type InGaAs contact layer 507 and connected to a p-type electrode bonding pad 514 formed on the protective film 511 outside the light receiving region 510 by an air bridge wiring 513. Yes. The p-type electrode 512 is formed at the center of the circular light receiving surface 519 and is located at an equal distance from the entire outer peripheral portion of the light receiving surface 519.

受光領域510外のn型InPバッファ層502上には第二電極であるn型電極515が形成されており、保護膜511上のn型電極用ボンディングパッド517と引き出し配線516を介して電気的に接続されている。受光面519においてp型電極512以外の部分は全てARコート518で被覆されている。   An n-type electrode 515 as a second electrode is formed on the n-type InP buffer layer 502 outside the light receiving region 510, and is electrically connected via an n-type electrode bonding pad 517 on the protective film 511 and an extraction wiring 516. It is connected to the. All portions of the light receiving surface 519 other than the p-type electrode 512 are covered with an AR coat 518.

また、半導体受光素子2においても、p型InGaAsコンタクト層607の目的は電極金属とのコンタクト抵抗低減である。そのため、第一電極金属直下以外の領域のp型InGaAsコンタクト層607を除去してもよい。   Also in the semiconductor light receiving element 2, the purpose of the p-type InGaAs contact layer 607 is to reduce the contact resistance with the electrode metal. Therefore, the p-type InGaAs contact layer 607 in a region other than the region immediately below the first electrode metal may be removed.

また、上記の実施形態では、いずれも、第一電極であるp型電極と第一電極用ボンディングパッドをエアブリッジ配線で接続している。しかしながら、エアブリッジ配線に換えて、第1電極912用引き出し配線として図10に示すような受光面上に形成された台形状の絶縁膜からなる台座921の上に形成された引き出し配線913を採用してもよい。こうすることで、入射光が配線下の受光面に対して回り込み易く、配線により遮光されないようにすることができる。したがって、受光に関与しない部分が低減され、受光面での受光感度のバラツキが改善される。   In each of the above embodiments, the p-type electrode, which is the first electrode, and the first electrode bonding pad are connected by the air bridge wiring. However, instead of the air bridge wiring, a lead wiring 913 formed on a pedestal 921 made of a trapezoidal insulating film formed on the light receiving surface as shown in FIG. 10 is adopted as the lead wiring for the first electrode 912. May be. In this way, incident light can easily go around the light receiving surface under the wiring and can be prevented from being blocked by the wiring. Therefore, the portion not involved in light reception is reduced, and the variation in light reception sensitivity on the light receiving surface is improved.

ここで、上記絶縁膜からなる台座上に電極配線を形成する構造での製造方法は、前述の製造方法において、ARコート518を形成する工程の前に、ARコート518と同質の絶縁膜を成膜し、エッチングをへることで、受光領域上に配線用の台座を形成する。   Here, in the manufacturing method in which the electrode wiring is formed on the pedestal made of the insulating film, an insulating film of the same quality as the AR coating 518 is formed before the step of forming the AR coating 518 in the manufacturing method described above. By forming a film and etching, a wiring base is formed on the light receiving region.

また、上記実施形態では、メサ型の半導体受光素子に対してn型半導体基板を用いたが、半絶縁性半導体基板を用いても良い。   Moreover, in the said embodiment, although the n-type semiconductor substrate was used with respect to the mesa type semiconductor light receiving element, a semi-insulating semiconductor substrate may be used.

また、上記実施形態では、いずれもAPDおよびPINフォトダイオードについて述べているが、表面入射構造の半導体受光素子であれば、他のフォトダイオードにおいても同等の効果が得られる。   In the above embodiments, APDs and PIN photodiodes have been described. However, the same effect can be obtained with other photodiodes as long as they are semiconductor light-receiving elements having a front-illuminated structure.

また、上記実施形態では、いずれもメサ型について述べているが、表面入射構造の半導体受光素子であれば、プレーナ型あるいは擬似プレーナ型でも良い。   In the above-described embodiments, the mesa type is described. However, a planar type or a pseudo-planar type may be used as long as it is a semiconductor light-receiving element having a surface incidence structure.

また、上記実施形態では、InP、InAlAs、InGaAsの化合物半導体層により形成される半導体受光素子を例示しているが、In、Ga、Al、As、P、Sb、Nからなる群から選ばれる化合物半導体で構成されていてもよい。   Moreover, in the said embodiment, although the semiconductor light receiving element formed by the compound semiconductor layer of InP, InAlAs, and InGaAs is illustrated, the compound chosen from the group which consists of In, Ga, Al, As, P, Sb, N You may be comprised with the semiconductor.

なお、当然ながら、上述した実施の形態および複数の変形例は、その内容が相反しない範囲で組み合わせることができる。また、上述した実施の形態および変形例では、各部の構造などを具体的に説明したが、その構造などは本発明を満足する範囲で各種に変更することができる。   Needless to say, the above-described embodiment and a plurality of modifications can be combined within a range in which the contents do not conflict with each other. Further, in the above-described embodiments and modifications, the structure of each part has been specifically described, but the structure and the like can be changed in various ways within the scope of the present invention.

以下に、本発明の具体的な実施例を図面に基づいて説明する。   Specific embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

参考例1)
第1の参考例について図1から図3に基づいて説明する。n型InP基板101上にn型InPバッファ層102を約1μm、InAlAs増倍層103を0.2μm〜0.5μm、p+型InAlAs電界緩和層104を0.05μm以下、InGaAs光吸収層105を0.5μm〜1μm、p型InAlAsキャップ層106を0.3μm、p型InGaAsコンタクト層107を0.1μm、のように順次ガスソースMBE法により積層した。次に直径50μmの円形受光領域110の外側をn型InPバッファ層102の内部に到達するようにブロム系などエッチャントによりエッチングして受光領域110を形成し、ついで受光領域110のメサ側壁をSiNxの保護膜111により被覆した。受光領域110上の中央に第1電極であるp型電極112を形成し、受光領域110外のn型InPバッファ層102上に第2電極であるn型電極115を形成した。次に受光領域110上面においてp型電極112以外の部分は全てARコート118で被覆し、受光面119を形成した。ついで、p型電極112をエアブリッジ配線113により受光領域110外の保護膜111上に形成された第1電極用ボンディングパッド114と電気的に接続し、n型電極115を受光領域110外の保護膜111上に形成されたn型電極用ボンディングパッド117と電気的に接続した後、n型InP基板101を100〜150μm程度に研磨した。以上のプロセスにより本発明の第1の参考例の表面入射構造のメサ型APDを作製した。
( Reference Example 1)
A first reference example will be described with reference to FIGS. On the n-type InP substrate 101, the n-type InP buffer layer 102 is about 1 μm, the InAlAs multiplication layer 103 is 0.2 μm to 0.5 μm, the p + -type InAlAs electric field relaxation layer 104 is 0.05 μm or less, and the InGaAs light absorption layer 105 is formed. The gas source MBE method was used to sequentially stack 0.5 μm to 1 μm, the p-type InAlAs cap layer 106 to 0.3 μm, and the p-type InGaAs contact layer 107 to 0.1 μm. Next, the outside of the circular light-receiving region 110 having a diameter of 50 μm is etched with an etchant such as a bromine system so as to reach the inside of the n-type InP buffer layer 102 to form the light-receiving region 110, and then the mesa side wall of the light-receiving region 110 is made of SiNx. Covered with a protective film 111. A p-type electrode 112 as a first electrode was formed in the center on the light receiving region 110, and an n-type electrode 115 as a second electrode was formed on the n-type InP buffer layer 102 outside the light receiving region 110. Next, on the upper surface of the light receiving region 110, all parts other than the p-type electrode 112 were covered with the AR coating 118 to form the light receiving surface 119. Next, the p-type electrode 112 is electrically connected to the first electrode bonding pad 114 formed on the protective film 111 outside the light receiving region 110 by the air bridge wiring 113, and the n-type electrode 115 is protected outside the light receiving region 110. After being electrically connected to the n-type electrode bonding pad 117 formed on the film 111, the n-type InP substrate 101 was polished to about 100 to 150 μm. Through the above process, a mesa-type APD having a surface incidence structure according to the first reference example of the present invention was manufactured.

本素子では、接合容量が大幅に低減でき、最大帯域10GHzの高速な特性が得られた。   With this device, the junction capacitance can be greatly reduced, and high-speed characteristics with a maximum bandwidth of 10 GHz were obtained.

(実施例
の実施例について図5から図7に基づいて説明する。n型InP基板601上にn型InPバッファ層602を約1μm、InAlAs増倍層603を0.2μm〜0.5μm、p+型InAlAs電界緩和層604を0.05μm以下、InGaAs光吸収層605を0.5μm〜1μm、p型InAlAsキャップ層606を0.3μm、p型InGaAsコンタクト層607を0.1μm、のように順次ガスソースMBE法により積層した。ただし、本素子のp型InAlAsキャップ層606およびp型InGaAsコンタクト層607はシート抵抗が上述の参考例1の素子の半分程度になるようにドーピング濃度を設定している。次に直径50μmの円形受光領域610の外側をn型InPバッファ層602の内部に到達するようにブロム系などエッチャントによりエッチングして受光領域610を形成し、ついで受光領域610のメサ側壁をSiNxの保護膜611により被覆した。受光領域610上に第1電極である4個からなるp型電極612を形成し、受光領域610外のn型InPバッファ層602上に第2電極であるn型電極615を形成した。次に受光領域610上面においてp型電極612以外の部分は全てARコート618で被覆し、受光面619を形成した。ついで、各p型電極をエアブリッジ配線613により受光領域610外の保護膜611上に形成されたp型電極用ボンディングパッド614と電気的に接続し、n型電極615を受光領域610外の保護膜611上に形成されたn型電極用ボンディングパッド617と電気的に接続した後、n型InP基板601を100〜150μm程度に研磨した。以上のプロセスにより本発明の第の実施例の表面入射構造のメサ型APDを作製した。
(Example 1 )
A first embodiment will be described with reference to FIGS. On the n-type InP substrate 601, the n-type InP buffer layer 602 is about 1 μm, the InAlAs multiplication layer 603 is 0.2 μm to 0.5 μm, the p + -type InAlAs electric field relaxation layer 604 is 0.05 μm or less, and the InGaAs light absorption layer 605 is formed. 0.5 μm to 1 μm, a p-type InAlAs cap layer 606 of 0.3 μm, and a p-type InGaAs contact layer 607 of 0.1 μm were sequentially stacked by the gas source MBE method. However, the doping concentration of the p-type InAlAs cap layer 606 and the p-type InGaAs contact layer 607 of this element is set so that the sheet resistance is about half that of the element of Reference Example 1 described above. Next, the outside of the circular light-receiving region 610 having a diameter of 50 μm is etched with an etchant such as a bromine system so as to reach the inside of the n-type InP buffer layer 602, thereby forming the light-receiving region 610. Covered with a protective film 611. Four p-type electrodes 612 that are first electrodes are formed on the light-receiving region 610, and an n-type electrode 615 that is the second electrode is formed on the n-type InP buffer layer 602 outside the light-receiving region 610. Next, on the upper surface of the light receiving region 610, all parts other than the p-type electrode 612 were covered with the AR coating 618 to form a light receiving surface 619. Next, each p-type electrode is electrically connected to the p-type electrode bonding pad 614 formed on the protective film 611 outside the light receiving region 610 by the air bridge wiring 613, and the n type electrode 615 is protected outside the light receiving region 610. After being electrically connected to the n-type electrode bonding pad 617 formed on the film 611, the n-type InP substrate 601 was polished to about 100 to 150 μm. Through the above process, a mesa APD having a surface incidence structure according to the first embodiment of the present invention was manufactured.

本素子では、接合容量が大幅に低減でき、最大帯域10GHzの高速な特性が得られた。   With this device, the junction capacitance can be greatly reduced, and high-speed characteristics with a maximum bandwidth of 10 GHz were obtained.

参考例2
2の参考例について図8に基づいて説明する。n型InP基板1001上にn型InPバッファ層1002を1〜1.5μm、アンドープInGaAs層1003を1μm〜2μm、p型InP層1004を0.3μm〜0.5μm、p型InGaAsコンタクト層1005を0.1μm、のように順次ガスソースMBE法により積層した。次に直径50μmの円形受光領域1010の外側をn型InPバッファ層1002の内部に到達するようにブロム系などエッチャントによりエッチングして受光領域1010を形成し、ついで受光領域1010のメサ側壁をSiNxの保護膜1011により被覆する。受光領域1010上の中央に第1電極であるp型電極1012を形成し、受光領域1010外のn型InPバッファ層1002上に第2電極であるn型電極1015を形成する。次に受光領域1010上面においてp型電極1012以外の部分は全てARコート1018で被覆し、受光面1019を形成した。ついで、エアブリッジ配線1013により受光領域1010外の保護膜1011上に形成されp型電極用ボンディングパッド1014と電気的に接続し、n型電極1015を受光領域1010外の保護膜1011上に形成されたn型電極用ボンディングパッド1017と電気的に接続した後、n型InP基板1001を100〜150μm程度に研磨した。以上のプロセスにより本発明の第2の参考例の表面入射構造のメサ型PIN−PDが作製した。
( Reference Example 2 )
A second reference example will be described with reference to FIG. An n-type InP buffer layer 1002 is 1 to 1.5 μm, an undoped InGaAs layer 1003 is 1 to 2 μm, a p-type InP layer 1004 is 0.3 to 0.5 μm, and a p-type InGaAs contact layer 1005 is formed on an n-type InP substrate 1001. The layers were sequentially stacked by a gas source MBE method such as 0.1 μm. Next, the outer side of the circular light-receiving region 1010 having a diameter of 50 μm is etched with an etchant such as a bromine system so as to reach the inside of the n-type InP buffer layer 1002, and then the light-receiving region 1010 is formed. Cover with a protective film 1011. A p-type electrode 1012 that is the first electrode is formed in the center on the light receiving region 1010, and an n-type electrode 1015 that is the second electrode is formed on the n-type InP buffer layer 1002 outside the light receiving region 1010. Next, all portions of the upper surface of the light receiving region 1010 other than the p-type electrode 1012 were covered with the AR coating 1018 to form a light receiving surface 1019. Next, the air bridge wiring 1013 is formed on the protective film 1011 outside the light receiving region 1010 and is electrically connected to the p-type electrode bonding pad 1014, and the n-type electrode 1015 is formed on the protective film 1011 outside the light receiving region 1010. After being electrically connected to the n-type electrode bonding pad 1017, the n-type InP substrate 1001 was polished to about 100 to 150 μm. Through the above process, a mesa PIN-PD having a front-illuminated structure according to the second reference example of the present invention was produced.

本素子では、接合容量が大幅に低減でき、最大帯域10GHz以上の高速な特性が得られた。   In this device, the junction capacitance can be greatly reduced, and high-speed characteristics with a maximum bandwidth of 10 GHz or more can be obtained.

1 半導体受光素子
2 半導体受光素子
3 半導体受光素子
5 半導体受光素子
9 半導体受光素子
101 n型半導体基板
102 n型バッファ層
103 増倍層
104 p+型電界緩和層
105 光吸収層
106 p型キャップ層
107 p型コンタクト層
110 受光領域
111 保護膜
112 p型電極
113 エアブリッジ配線
114 p型電極用ボンディングパッド
115 n型電極
116 n型電極用引き出し配線
117 n型電極用ボンディングパッド
118 ARコート
119 受光面
501 n型半導体基板
502 n型バッファ層
503 増倍層
504 p+型電界緩和層
505 光吸収層
506 p型キャップ層
507 p型コンタクト層
510 受光領域
511 保護膜
512 p型電極
513 エアブリッジ配線
514 p型電極用ボンディングパッド
515 n型電極
516 引き出し配線
517 n型電極用ボンディングパッド
518 ARコート
519 受光面
601 n型半導体基板
602 n型バッファ層
603 増倍層
604 p+電界緩和層
605 光吸収層
606 p型キャップ層
607 p型コンタクト層
610 受光領域
611 保護膜
612 p型電極
613 エアブリッジ配線
614 p型電極用ボンディングパッド
615 n型電極
617 n型電極用ボンディングパッド
618 ARコート
619 受光面
625 p型電極用引き出し配線
630 電極までの抵抗が一定値R以下の範囲
912 第一電極
913 第一電極用引き出し配線
921 台座
1001 n型半導体基板
1002 n型バッファ層
1003 n型半導体層
1004 p型半導体層
1005 p型コンタクト層
1010 受光領域
1011 保護膜
1012 p型電極
1013 エアブリッジ配線
1014 p型電極用ボンディングパッド
1015 n型電極
1016 n型電極用引き出し配線
1017 n型電極用ボンディングパッド
1018 ARコート
1019 受光面
1101 n型半導体基板
1102 n型バッファ層
1103 増倍層
1104 p+電界緩和層
1105 光吸収層
1106 p型キャップ層
1107 p型コンタクト層
1110 受光領域
1111 保護膜
1112 第一電極
1113 第一電極用引き出し配線
1114 第一電極用ボンディングパッド
1115 第二電極
1116 第二電極用引き出し配線
1117 第二電極用ボンディングパッド
1118 ARコート
1119 受光面
1120 プロセスマージン
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Semiconductor light receiving element 2 Semiconductor light receiving element 3 Semiconductor light receiving element 5 Semiconductor light receiving element 9 Semiconductor light receiving element 101 n type semiconductor substrate 102 n type buffer layer 103 multiplication layer 104 p + type electric field relaxation layer 105 light absorption layer 106 p type cap layer 107 p-type contact layer 110 light-receiving region 111 protective film 112 p-type electrode 113 air bridge wiring 114 p-type electrode bonding pad 115 n-type electrode 116 n-type electrode lead-out wiring 117 n-type electrode bonding pad 118 AR coating 119 light-receiving surface 501 n-type semiconductor substrate 502 n-type buffer layer 503 multiplication layer 504 p + type electric field relaxation layer 505 light absorption layer 506 p-type cap layer 507 p-type contact layer 510 light-receiving region 511 protective film 512 p-type electrode 513 air bridge wiring 514 p-type Electrode bonding pad 515 Type electrode 516 Lead-out wiring 517 n-type electrode bonding pad 518 AR coating 519 Light-receiving surface 601 n-type semiconductor substrate 602 n-type buffer layer 603 multiplication layer 604 p + electric field relaxation layer 605 light absorption layer 606 p-type cap layer 607 p-type contact Layer 610 Light-receiving region 611 Protective film 612 P-type electrode 613 Air bridge wiring 614 P-type electrode bonding pad 615 n-type electrode 617 n-type electrode bonding pad 618 AR coating 619 Light-receiving surface 625 p-type electrode lead-out wiring 630 Range 912 in which resistance is less than or equal to R 912 First electrode 913 First electrode lead-out wire 921 Base 1001 n-type semiconductor substrate 1002 n-type buffer layer 1003 n-type semiconductor layer 1004 p-type semiconductor layer 1005 p-type contact layer 1010 light-receiving region 1011 Protective film 012 p-type electrode 1013 air bridge wiring 1014 p-type electrode bonding pad 1015 n-type electrode 1016 n-type electrode lead-out wiring 1017 n-type electrode bonding pad 1018 AR coating 1019 light-receiving surface 1101 n-type semiconductor substrate 1102 n-type buffer layer 1103 Multiplier layer 1104 p + electric field relaxation layer 1105 light absorption layer 1106 p-type cap layer 1107 p-type contact layer 1110 light-receiving region 1111 protective film 1112 first electrode 1113 first electrode lead-out wiring 1114 first electrode bonding pad 1115 second electrode 1116 Second electrode lead-out wiring 1117 Second electrode bonding pad 1118 AR coating 1119 Light receiving surface 1120 Process margin

Claims (8)

半導体基板と、
前記半導体基板に形成された半導体層と、
前記半導体層の上面に設けられた受光面と、
前記半導体層上に形成された第一電極と、
を有し、
前記半導体層が第一導電型の半導体層を備え、
前記第一導電型の半導体層が、前記受光面の直下に形成され、
前記第一電極が、前記受光面内に配置され
前記受光面に複数の前記第一電極が互いに離隔して形成され、
前記受光面が円形状であり、
前記第一電極の中心間の距離が互いに等しく、かつ、前記第一電極の中心と前記受光面の外周との間の最短距離が等しい位置に、前記第一電極がそれぞれ配置されている半導体受光素子。
A semiconductor substrate;
A semiconductor layer formed on the semiconductor substrate;
A light-receiving surface provided on the upper surface of the semiconductor layer;
A first electrode formed on the semiconductor layer;
Have
The semiconductor layer comprises a semiconductor layer of a first conductivity type;
The semiconductor layer of the first conductivity type is formed immediately below the light receiving surface;
The first electrode is disposed in the light receiving surface ;
A plurality of the first electrodes are formed on the light receiving surface to be separated from each other,
The light receiving surface is circular,
Semiconductor light receiving devices in which the distances between the centers of the first electrodes are equal to each other, and the shortest distances between the centers of the first electrodes and the outer periphery of the light receiving surface are the same. element.
前記第一導電型の半導体層が第一導電型のコンタクト層または第一導電型のキャップ層である請求項1に記載の半導体受光素子。   The semiconductor light receiving element according to claim 1, wherein the first conductivity type semiconductor layer is a first conductivity type contact layer or a first conductivity type cap layer. 前記受光面に対する前記第一電極の面積比が20%以下である請求項1または2に記載の半導体受光素子。 The semiconductor light receiving device according to claim 1 or 2 area ratio of the first electrode with respect to the light receiving surface is 20% or less. 前記半導体層の外部に形成された前記第一電極と同電位のパッドと、
前記第一電極と前記パッドとを電気的に接続するエアブリッジ配線と、
をさらに有し、
前記エアブリッジ配線は、前記受光面を跨ぐ請求項1乃至3いずれかに記載の半導体受光素子。
A pad having the same potential as the first electrode formed outside the semiconductor layer;
An air bridge wiring for electrically connecting the first electrode and the pad;
Further comprising
The air-bridge wiring, the semiconductor light receiving device according to any one of claims 1 to 3 straddling the light receiving surface.
前記エアブリッジ配線は、前記受光面に対向する側の配線幅が相対的に狭い請求項に記載の半導体受光素子。 The semiconductor light receiving element according to claim 4 , wherein the air bridge wiring has a relatively narrow wiring width on the side facing the light receiving surface. 前記半導体層の外部に形成された前記第一電極と同電位のパッドと、
前記第一電極と前記パッドとを電気的に接続する引き出し配線と、
をさらに有し、
前記受光面と前記引き出し配線との間に台形状の絶縁膜が形成されている請求項1乃至3いずれかに記載の半導体受光素子。
A pad having the same potential as the first electrode formed outside the semiconductor layer;
A lead wiring that electrically connects the first electrode and the pad;
Further comprising
The semiconductor light receiving device according to trapezoidal shape of the insulating film is any one of claims 1 to 3 is formed between the lead-out wiring and the light receiving surface.
前記半導体層がメサ状に形成されている請求項1乃至6いずれかに記載の半導体受光素子。 The semiconductor light receiving device according to any one of claims 1 to 6 wherein the semiconductor layer is formed in a mesa shape. 基板に半導体層を形成する工程と、
前記半導体層の上面に受光面を設ける工程と、
前記半導体層上に第一電極を形成する工程と、
を含み、
前記半導体層を形成する前記工程において、第一導電型の半導体層を備える前記半導体層を前記受光面の直下に形成し、
前記第一電極を形成する前記工程において、前記第一電極を前記受光面内に配置し、
前記第一電極を形成する前記工程において、前記受光面に複数の前記第一電極を互いに離隔して形成し、
前記受光面が円形状であり、
前記第一電極を形成する前記工程において、前記第一電極の中心間の距離が互いに等しく、かつ、前記第一電極の中心と前記受光面の外周との間の最短距離が等しい位置に、前記第一電極をそれぞれ配置する半導体受光素子の製造方法。
Forming a semiconductor layer on the substrate;
Providing a light receiving surface on an upper surface of the semiconductor layer;
Forming a first electrode on the semiconductor layer;
Including
In the step of forming the semiconductor layer, the semiconductor layer including a semiconductor layer of a first conductivity type is formed immediately below the light receiving surface,
In the step of forming the first electrode, the first electrode is disposed in the light receiving surface ,
In the step of forming the first electrode, a plurality of the first electrodes are formed apart from each other on the light receiving surface,
The light receiving surface is circular,
In the step of forming the first electrode, the distance between the centers of the first electrodes is equal to each other, and the shortest distance between the center of the first electrode and the outer periphery of the light receiving surface is the same, A method for manufacturing a semiconductor light-receiving element in which a first electrode is disposed .
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