JP6094011B2 - Semiconductor light receiving element and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
本発明は、半導体受光素子及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a semiconductor light receiving element and a method for manufacturing the same.
メサ状の受光部を構成する半導体層に電気的に接続される電極パッドが、受光部のメサとは別のダミーメサ上に設けられた半導体受光素子が知られている(例えば特許文献1)。 A semiconductor light receiving element is known in which an electrode pad electrically connected to a semiconductor layer constituting a mesa-shaped light receiving portion is provided on a dummy mesa different from the mesa of the light receiving portion (for example, Patent Document 1).
メサ状の受光部を構成する半導体層は、基板上に第1導電型半導体層と第1導電型と反対導電型の第2導電型半導体層とが順に積層された構造を有する。第1導電型半導体層及び第2導電型半導体層はそれぞれ、ダミーメサ上(以下、電極接続部と称す)に延在する配線によって、電極接続部上の電極パッドと電気的に接続される。このような構成において、第2導電型半導体層に電気的に接続される配線と第1導電型半導体層との間に寄生容量が発生するため、電極接続部の周囲の第1導電型半導体層を除去することがなされる。しかしながら、この場合、第1導電型半導体層を除去することによって形成された溝による段差により、配線に断線が生じ易くなってしまう。 The semiconductor layer constituting the mesa-shaped light receiving portion has a structure in which a first conductivity type semiconductor layer and a second conductivity type semiconductor layer opposite to the first conductivity type are sequentially stacked on a substrate. Each of the first conductivity type semiconductor layer and the second conductivity type semiconductor layer is electrically connected to an electrode pad on the electrode connection portion by wiring extending on the dummy mesa (hereinafter referred to as an electrode connection portion). In such a configuration, since a parasitic capacitance is generated between the wiring electrically connected to the second conductivity type semiconductor layer and the first conductivity type semiconductor layer, the first conductivity type semiconductor layer around the electrode connection portion is generated. Is made to be removed. However, in this case, disconnection is likely to occur in the wiring due to a step formed by the groove formed by removing the first conductive type semiconductor layer.
本発明は上記の課題に鑑み、寄生容量を低減でき、且つ配線の断線を抑制することができる半導体受光素子及びその製造方法を提供することを目的とする。 In view of the above-described problems, an object of the present invention is to provide a semiconductor light-receiving element that can reduce parasitic capacitance and suppress the disconnection of wiring, and a method for manufacturing the same.
本発明に係る半導体受光素子は、半絶縁性基板上に設けられ、第1導電型半導体層と前記第1導電型半導体層と反対導電型の第2導電型半導体層とを含む積層構造を備えたメサ状の受光部と、前記半絶縁性基板上に設けられ、前記受光部と同じ積層構造を含むメサ状の第1電極接続部およびメサ状の第2電極接続部と、前記第1電極接続部と前記受光部との間に埋め込まれた樹脂膜と、前記樹脂膜上を延在して設けられ、前記第1電極接続部上の電極パッドと前記受光部における前記第2導電型半導体層とを電気的に接続させる第1配線と、前記受光部における前記樹脂膜の下に延在した前記第1導電型半導体層と、前記第2電極接続部上の電極パッドと、を電気的に接続させる第2配線と、前記第1電極接続部における第1導電型半導体層と前記受光部における前記第1導電型半導体層とを電気的に分離する溝と、を具備し、前記第2配線の下部には、前記第2配線の延在領域全てに渡って前記第1導電型半導体層が設けられてなることを特徴とする。本発明に係る半導体受光素子によれば、寄生容量を低減でき、且つ配線の断線を抑制することができる。 A semiconductor light receiving element according to the present invention is provided on a semi-insulating substrate, and includes a stacked structure including a first conductive semiconductor layer and a second conductive semiconductor layer having a conductivity type opposite to the first conductive semiconductor layer. A mesa-shaped light receiving portion, a mesa-shaped first electrode connecting portion and a mesa-shaped second electrode connecting portion provided on the semi-insulating substrate and including the same laminated structure as the light receiving portion, and the first electrode A resin film embedded between the connection portion and the light receiving portion; and an electrode pad on the first electrode connection portion and the second conductive semiconductor in the light receiving portion provided to extend on the resin film A first wiring for electrically connecting the layers; the first conductive semiconductor layer extending under the resin film in the light receiving portion; and an electrode pad on the second electrode connecting portion. And a first conductive semiconductor layer in the first electrode connection portion. A groove for electrically separating the first conductive type semiconductor layer in the light receiving portion, and the first conductive layer is formed under the second wiring over the entire extension region of the second wiring. A type semiconductor layer is provided. According to the semiconductor light receiving element of the present invention, parasitic capacitance can be reduced and disconnection of wiring can be suppressed.
前記樹脂膜は、前記溝を埋め込んでなる構成をしていてもよい。前記溝は、前記第1電極接続部の周囲に囲んでいる構成をしていてもよい。 The resin film may have a structure in which the groove is embedded. The groove may be configured to surround the first electrode connecting portion.
本発明に係る半導体受光素子の製造方法は、半絶縁性基板上に、第1導電型半導体層と前記第1導電型半導体層と反対導電型の第2導電型半導体層とを含む積層構造を形成する工程と、前記積層構造に対してエッチングを施し、メサ状の受光部、メサ状の第1電極接続部、およびメサ状の第2電極接続部を形成する工程と、前記第1電極接続部における前記第1導電型半導体層を前記受光部における前記第1導電型半導体層から電気的に分離するパターンの開口を備え、且つ、前記第2電極接続部と前記受光部との間の領域における前記第1導電型半導体層を被覆するパターンを備えるマスク層を形成する工程と、前記マスク層から露出した前記第1導電型半導体層をエッチングすることによって溝を形成する工程と、一端が前記受光部における前記第1導電型半導体層に接続され、前記受光部と前記第2電極接続部との間の前記第1導電型半導体層上を延在して、前記第2電極接続部上に引き出されてなる第2配線を形成する工程と、前記第1電極接続部と前記受光部との間に樹脂膜を埋め込む工程と、一端が前記受光部における前記第2導電型半導体層に接続され、前記樹脂膜上を延在して、前記第1電極接続部上に引き出されてなる第1配線を形成する工程と、前記第1電極接続部上に前記第1配線に接続される電極パッドを形成し、前記第2電極接続部上に前記第2配線に接続される電極パッドを形成する工程と、を含むことを特徴とする。本発明に係る半導体受光素子の製造方法によれば、寄生容量を低減でき、且つ配線の断線を抑制することができる。 According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor light-receiving element having a laminated structure including a first conductive semiconductor layer and a second conductive semiconductor layer opposite to the first conductive semiconductor layer on a semi-insulating substrate. Forming a mesa-shaped light receiving portion, a mesa-shaped first electrode connecting portion, and a mesa-shaped second electrode connecting portion, and etching the multilayer structure; and the first electrode connection An opening having a pattern for electrically separating the first conductive semiconductor layer in the light receiving portion from the first conductive semiconductor layer in the light receiving portion, and a region between the second electrode connecting portion and the light receiving portion Forming a mask layer having a pattern covering the first conductive type semiconductor layer, forming a groove by etching the first conductive type semiconductor layer exposed from the mask layer, In the receiver Connected to the first conductive type semiconductor layer, extends on the first conductive type semiconductor layer between the light receiving portion and the second electrode connecting portion, and is drawn onto the second electrode connecting portion. A step of forming a second wiring, a step of embedding a resin film between the first electrode connection portion and the light receiving portion, and one end connected to the second conductive semiconductor layer in the light receiving portion, A step of forming a first wiring extending on the resin film and drawn on the first electrode connection portion; and an electrode pad connected to the first wiring on the first electrode connection portion. And forming an electrode pad connected to the second wiring on the second electrode connection portion. According to the method for manufacturing a semiconductor light receiving element according to the present invention, parasitic capacitance can be reduced and disconnection of wiring can be suppressed.
本発明によれば、寄生容量を低減でき、且つ配線の断線を抑制することができる半導体受光素子及びその製造方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, a parasitic capacitance can be reduced and the semiconductor light receiving element which can suppress the disconnection of wiring, and its manufacturing method can be provided.
まず、比較例に係る半導体受光素子について説明する。比較例は、裏面入射型の半導体受光素子の例である。図1(a)は、比較例に係る半導体受光素子の上面図の例であり、図1(b)は、比較例に係る半導体受光素子の下面図の例である。図2は、図1のA−A断面図の例である。図1(a)から図2に示すように、比較例に係る半導体受光素子は、例えばInP基板10上に、メサ状の受光部20が設けられている。受光部20は、例えば上方から見て略正方形状をしたInP基板10の中央部分に設けられている。受光部20は、InP基板10上に、n型InP層22、ノンドープInGaAs層24、及びp型InP層26がこの順に積層された積層構造を有する。ノンドープInGaAs層24は、光吸収層としての機能を有する。
First, a semiconductor light receiving element according to a comparative example will be described. The comparative example is an example of a back-illuminated semiconductor light receiving element. FIG. 1A is an example of a top view of a semiconductor light receiving element according to a comparative example, and FIG. 1B is an example of a bottom view of a semiconductor light receiving element according to a comparative example. FIG. 2 is an example of an AA cross-sectional view of FIG. As shown in FIG. 1A to FIG. 2, in the semiconductor light receiving element according to the comparative example, a mesa-shaped
InP基板10上で受光部20に隣接して、4つのメサ状の電極接続部30a〜30dが設けられている。4つの電極接続部30a〜30dは、例えば受光部20を中心とした略正方形の各頂点の位置に設けられている。電極接続部30a〜30dは、InP基板10上に、n型InP層32、ノンドープInGaAs層34、及びp型InP層36がこの順に積層された積層構造を有する。即ち、電極接続部30a〜30dと受光部20とは、同じ材料で構成された積層構造を有する。なお、電極接続部30a〜30dは、受光部20と同じ積層構造を有するが、入射光を受光する受光部としての機能は有さない。
Four mesa
InP基板10の下面には、受光部20に相対する位置に、レンズ12が設けられている。これにより、InP基板10の下面側から入射し、レンズ12によって集光された光が受光部20に入射する。ノンドープInGaAs層24は、入射した光を吸収する。ノンドープInGaAs層24による光の吸収は、InP基板10側からノンドープInGaAs層24に向かう光を吸収するだけでなく、ノンドープInGaAs層24を通過して、後述するp側配線44によって反射された光も吸収する。このため、光の吸収効率は高い。
A
受光部20と電極接続部30a〜30dとの周囲には、InP基板10の一部まで掘り込まれた溝38が設けられている。図3は、比較例において、溝38が設けられた領域を示す上面図の例である。図3において、溝38が設けられた領域を網目状で表している。この溝38によって、受光部20におけるn型InP層22と電極接続部30a〜30dにおけるn型InP層32とは、互いに分離している。
A
受光部20と電極接続部30aとの間には、受光部20の側面から電極接続部30aの側面へと溝38の底面(即ち、InP基板10の上面)に沿って、例えば窒化シリコン膜からなる第1絶縁膜14が設けられている。第1絶縁膜14の厚さは、例えば0.2μmである。受光部20と電極接続部30aとの間であって、溝38に埋め込まれるように、例えばポリマである樹脂膜16が設けられている。第1絶縁膜14の幅は、例えば20μmである。樹脂膜16の幅は、例えば10μmである。
Between the
受光部20及び電極接続部30a〜30dの上面及び側面並びに樹脂膜16の上面等、InP基板10上全体に、例えば窒化シリコン膜からなる第2絶縁膜18が設けられている。第2絶縁膜18の厚さは、例えば0.2μmである。これにより、樹脂膜16は、上下を第1絶縁膜14と第2絶縁膜18とにより覆われるため、耐湿性及び密着性が良好となる。
A second insulating
第2絶縁膜18には、受光部20の上面において、リング状の開口が形成されている。このリング状の開口に、p型InP層26の上面に接してp電極配線42が埋め込まれている。リング状をしたp電極配線42の内径は、例えば34μmであり、リング幅は、例えば5μmである。p電極配線42は、受光部20上から樹脂膜16上を経由して電極接続部30a上にかけて、第2絶縁膜18上を延在して設けられている。p電極配線42は、一例として、第2絶縁膜18側からTi、Pt、Auが順に積層された積層体である。Tiの厚さは、例えば0.1μmである。Pt及びAuの厚さは、例えば0.2μmである。
In the second insulating
受光部20上のリング状をしたp電極配線42の内側領域の第2絶縁膜18を覆い、p電極配線42の上面に接して電極接続部30a上まで延在するp側配線44が設けられている。p側配線44は、前述したように、InP基板10の下面側から入射された光を反射させる反射膜としての機能を有する。p側配線44は、一例として、Auからなり、その厚さは、0.4μmである。
A p-
電極接続部30a上であって、p側配線44の上面に接して、p電極パッド40が設けられている。p電極パッド40は、一例として、Auめっきからなり、その厚さは、3μmである。p電極パッド40は、p側配線44とp電極配線42とを介して、p型InP層26に電気的に接続されている。
A p-
受光部20と電極接続部30b〜30dとの間を含むように、受光部20を中心とする円弧形状の開口が、第2絶縁膜18に設けられている。この開口に、n型InP層22と接するオーミック電極52が埋め込まれている。オーミック電極52は、一例としてAuGeからなる。オーミック電極52の厚さは、例えば0.2μmである。オーミック電極52の上面に接してn電極配線54が設けられている。n電極配線54は、オーミック電極52を覆うように設けられており、オーミック電極52と同様の円弧形状を有する。n電極配線54は、一例として、p電極配線42と同じ材料からなる積層体である。n電極配線54は、オーミック電極52上から電極接続部30b〜30d上にかけて、第2絶縁膜18上を延在して設けられている。
An arc-shaped opening centered on the
n電極配線54の上面に接してn側配線56が設けられている。n側配線56もn電極配線54と同様に、オーミック電極52と同じ円弧形状を有し、オーミック電極52上から電極接続部30b〜30d上にかけて延在して設けられている。n側配線56は、一例として、p側配線44と同じ材料からなる。
An n-
電極接続部30b〜30d上であって、n側配線56の上面に接してn電極パッド50が設けられている。n電極パッド50は、一例として、p電極パッド40と同じ材料からなる。n電極パッド50は、n側配線56とn電極配線54とオーミック電極52とを介して、n型InP層22に電気的に接続されている。
An
比較例によれば、図2及び図3のように、電極接続部30aの周囲にn型InP層を除去した溝38が形成され、電極接続部30aにおけるn型InP層32と受光部20におけるn型InP層22とが電気的に分離されている。これにより、p電極配線42とn型InP層との間の寄生容量を低減することができる。この溝38の形成にあたり、面内均一性を考慮して、受光部20と電極接続部30a〜30dとの周囲に対してエッチング処理を施している。この場合、受光部20と電極接続部30b〜30dとの間にも溝38が形成されてしまう。受光部20と電極接続部30b〜30dとの間に溝38が形成されると、n電極配線54及びn側配線56が、この溝38の段差によって断線することが生じ易くなってしまう。そこで、寄生容量を低減でき、且つ配線の断線を抑制することができる実施例について以下に説明する。
According to the comparative example, as shown in FIGS. 2 and 3, the
図4は、実施例1に係る半導体受光素子の断面図の例である。なお、実施例1も、比較例と同じく、裏面入射型の半導体受光素子の例であり、上面図及び下面図は、比較例の図1(a)及び図1(b)と同じであるため図示を省略する。図4に示すように、実施例1に係る半導体受光素子は、受光部20におけるn型InP層22aが、受光部20から電極接続部30b〜30dにかけて延在している。つまり、受光部20と電極接続部30b〜30dとの間では、n型InP層22aに溝は形成されてなく、n型InP層22aの上面は平面となっている。そして、n電極配線54とn側配線56とは、受光部20から電極接続部30b〜30dにかけて延在したn型InP層22a上を延在して設けられている。
FIG. 4 is an example of a cross-sectional view of the semiconductor light receiving element according to the first embodiment. In addition, Example 1 is also an example of a back-illuminated type semiconductor light receiving element as in the comparative example, and the top view and the bottom view are the same as FIGS. 1A and 1B of the comparative example. Illustration is omitted. As illustrated in FIG. 4, in the semiconductor light receiving element according to the first embodiment, the n-
一方、受光部20におけるn型InP層22aと、電極接続部30aにおけるn型InP層32とは、受光部20と電極接続部30aとの間の溝38aによって分離されており、その結果、電気的にも分離されている。なお、受光部20におけるn型InP層22aは、受光部20と電極接続部30aとの間に埋め込まれた樹脂膜16の下にまで延在している。ここで、図5を用いて、溝38aが設けられた領域について説明する。図5は、実施例1において、溝38aが設けられた領域を示す上面図の例である。図5に示すように、溝38aは、電極接続部30aを取り囲むように設けられているだけであり、電極接続部30b〜30dの周囲には設けられていない。
On the other hand, the n-
実施例1に係る半導体受光素子のその他の構成については、比較例の図2と同じであるため説明を省略する。 Since the other configuration of the semiconductor light receiving element according to the first embodiment is the same as that of FIG. 2 of the comparative example, the description thereof is omitted.
次に、実施例1に係る半導体受光素子の製造方法について説明する。図6(a)から図7(c)は、実施例1に係る半導体受光素子の製造方法を示す断面図の例である。図6(a)に示すように、InP基板10上に、n型InP層、ノンドープInGaAs層、及びp型InP層をこの順に成膜して積層構造を形成する。各半導体層の成膜は、例えばMOCVD(有機金属気相成長)法を用いることができる。p型InP層上に形成したマスク層を用いて、p型InP層と、ノンドープInGaAs層と、n型InP層の一部と、に対してエッチング処理を施す。エッチング処理は、例えばRIE(反応性イオンエッチング)法等のドライエッチング法を用いることができる。また、ウエットエッチング法を用いてもよい。これにより、n型InP層22a、ノンドープInGaAs層24、及びp型InP層26を有するメサ状の受光部20が形成される。n型InP層22a、ノンドープInGaAs層34、及びp型InP層36を有するメサ状の電極接続部30a〜30dが形成される。この段階では、n型InP層22aは受光部20から電極接続部30a〜30dにかけて延在していて、受光部20及び電極接続部30a〜30dのn型InP層22aは互いに接続されている。つまり、受光部20と電極接続部30a〜30dとの周囲に、n型InP層22aは残存している。
Next, a method for manufacturing the semiconductor light receiving element according to the first embodiment will be described. FIG. 6A to FIG. 7C are examples of cross-sectional views illustrating the method for manufacturing the semiconductor light receiving element according to the first embodiment. As shown in FIG. 6A, an n-type InP layer, a non-doped InGaAs layer, and a p-type InP layer are formed in this order on the
図6(b)に示すように、電極接続部30aにおけるn型InP層22aを受光部20におけるn型InP層22aから電気的に分離するパターンの開口を備え、且つ、電極接続部30b〜30dと受光部20との間の領域におけるn型InP22aを被覆するパターンを備えるマスク層60を形成する。マスク層60は、例えばレジスト層からなる。マスク層60をマスクに用い、マスク層60から露出したn型InP層22aとInP基板10の一部とに対してエッチング処理を施す。エッチング処理は、例えばRIE法等のドライエッチング法を用いることができる。また、ウエットエッチング法を用いてもよい。これにより、電極接続部30aを取り囲むように、InP基板10まで掘り込まれた溝38aが形成される。この溝38aによって、電極接続部30aにおけるn型InP層は、受光部20におけるn型InP層22aから分離されて、n型InP層32となる。
As shown in FIG. 6B, an opening having a pattern for electrically separating the n-
図6(c)に示すように、InP基板10上全体に、第1絶縁膜14を堆積する。第1絶縁膜14の堆積は、例えばプラズマCVD法を用いることができる。その後、受光部20と電極接続部30aとの間に、樹脂膜16を埋め込む。樹脂膜16を埋め込んだ後、樹脂膜16上及び第1絶縁膜14上に形成したマスク層を用いて、第1絶縁膜14に対してエッチング処理を施す。エッチング処理は、ドライエッチング法又はウエットエッチング法を用いることができる。これにより、樹脂膜16が形成された領域及びその近傍の領域以外の領域に堆積された第1絶縁膜14を除去する。
As shown in FIG. 6C, a first insulating
図7(a)に示すように、InP基板10上全体に、第2絶縁膜18を堆積する。第2絶縁膜18の堆積は、例えばプラズマCVD法を用いることができる。その後、第2絶縁膜18上に形成したマスク層を用いて、受光部20と電極接続部30b〜30dとの間に堆積された第2絶縁膜18に対してエッチング処理を施して開口を形成する。エッチング処理は、ドライエッチング法又はウエットエッチング法を用いることができる。この開口に、例えば蒸着法及びリフトオフ法を用いて、n型InP層22aに接するオーミック電極52を形成する。
As shown in FIG. 7A, the second insulating
図7(b)に示すように、第2絶縁膜18上に形成したマスク層を用い、受光部20の上面に堆積された第2絶縁膜18に対してエッチング処理を施してリング状の開口を形成する。エッチング処理は、ドライエッチング法又はウエットエッチング法を用いることができる。その後、例えば蒸着法及びリフトオフ法を用いて、このリング状の開口に埋め込まれ、一端が受光部20におけるp型InP層26に接続され、樹脂膜16上を経由して電極接続部30a上に引き出されるp電極配線42を形成する。それと同時に、一端がオーミック電極52の上面に接することで受光部20におけるn型InP層22aに接続され、受光部20と電極接続部30b〜30dとの間のn型InP層22a上を延在して電極接続部30b〜30d上に引き出されるn電極配線54を形成する。
As shown in FIG. 7B, a mask layer formed on the second insulating
図7(c)に示すように、例えばスパッタ法を用いて、受光部20上のリング状をしたp電極配線42の内側領域の第2絶縁膜18を覆い、p電極配線42の上面に接しながら電極接続部30a上に引き出されるp側配線44を形成する。それと同時に、n電極配線54の上面に接しながら電極接続部30b〜30d上に引き出されるn側配線56を形成する。その後、例えば電解めっき法を用いて、電極接続部30a上のp側配線44の上面に接するp電極パッド40と、電極接続部30b〜30d上のn側配線56の上面に接するn電極パッド50と、を同時に形成する。最後に、受光部20に相対するInP基板10の下面に、レンズ12を形成して、図4の実施例1に係る半導体受光素子が完成する。
As shown in FIG. 7C, the second insulating
実施例1によれば、図4に示すように、受光部20におけるn型InP層22a(第1導電型半導体層)は、受光部20から電極接続部30b〜30d(第2電極接続部)にかけて延在している。そして、n電極パッド50と受光部20におけるn型InP層22aとを電気的に接続させるn電極配線54及びn側配線56(第2配線)は、受光部20から電極接続部30b〜30dにかけて延在するn型InP層22a上を延在して設けられている。即ち、n電極配線54及びn側配線56の下部には、これら配線の延在する領域全てに渡ってn型InP層22aが設けられている。これによれば、受光部20と電極接続部30b〜30dとの間のn型InP層22aが除去されていないため、n電極配線54及びn側配線56が断線することを抑制できる。なお、n電極配線54とn型InP層22aとは同電位となるため、寄生容量が生じても問題にはならない。
According to the first embodiment, as illustrated in FIG. 4, the n-
また、図4及び図5に示すように、受光部20におけるn型InP層22aは、受光部20から電極接続部30a(第1電極接続部)にかけては溝38aによって分離されている。即ち、電極接続部30aにおけるn型InP層32(第1導電型半導体層)と受光部20におけるn型InP層22aとを電気的に分離させる溝38aが設けられている。これにより、p電極配線42とn型InP層との間の寄生容量を低減することができる。また、p電極パッド40と受光部20におけるp型InP層26(第2導電型半導体層)とを電気的に接続させるp電極配線42及びp側配線44(第1配線)は、受光部20と電極接続部30aとの間に埋め込まれた樹脂膜16上を延在している。これにより、溝38aの段差を、樹脂膜16で吸収させることができるため、p電極配線42及びp側配線44が断線することを抑制できる。
4 and 5, the n-
受光部20から電極接続部30b〜30dにかけて延在するn型InP層22aの上面は、平面であることが好ましい。これにより、n電極配線54及びn側配線56が断線することをより抑制できる。また、受光部20と電極接続部30aとの間の溝38aの段差を吸収し、p電極配線42及びp側配線44の断線を抑制するのに、樹脂膜16は溝38aを埋め込むように設けられていることが好ましい。
The upper surface of the n-
溝38aが形成される領域は、図5に示された領域に限られる訳ではない。例えば、図8に示す実施例1の変形例1のような場合でもよい。図8は、実施例1の変形例1において、溝38bが設けられた領域を示す上面図の例である。図8に示すように、溝38bは、電極接続部30aの周りを囲むようなリング形状をしている場合でもよい。図5及び図8に示すように、溝は、電極接続部30aの周囲を囲んでいる場合が好ましい。これは、電極接続部30aにおけるn型InP層32と受光部20におけるn型InP層22aとが一部でも接続していると、p電極配線42とn型InP層との間で寄生容量が発生してしまうためである。
The region where the
受光部20と電極接続部30aとの間に埋め込まれる樹脂膜16は、p電極配線42とn型InP層との間の樹脂膜16を介した寄生容量を低減させるという点から、低誘電率を有する樹脂からなる場合が好ましい。
The
受光部20は、n型InP層22a、ノンドープInGaAs層24、及びp型InP層26が順に積層されたpinフォトダイオードの場合を例に示したがこれに限られない。n型半導体層とp型半導体層とが積層されたpn接合ダイオード型のフォトダイオードの場合でもよい。また、受光部20を構成する各半導体層の材料も上記の材料に限定されず、その他の材料を用いてもよい。さらに、InP基板10以外の他の半絶縁性基板を用いてもよい。
The
実施例1では、第1導電型がn型で、第2導電型がp型の場合を例に示したが、これとは反対の場合で、第1導電型がp型で、第2導電型がn型の場合でもよい。また、実施例1では、裏面入射型の半導体受光素子の場合を例に説明したが、表面入射型の半導体受光素子の場合でもよい。 In the first embodiment, the case where the first conductivity type is n-type and the second conductivity type is p-type is shown as an example, but in the opposite case, the first conductivity type is p-type and the second conductivity type is second-conductivity. The type may be n-type. In the first embodiment, the case of a back-illuminated semiconductor light receiving element has been described as an example. However, a front-illuminated semiconductor light receiving element may be used.
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to such specific embodiments, and various modifications and changes can be made within the scope of the gist of the present invention described in the claims. It can be changed.
10 InP基板
12 レンズ
14 第1絶縁膜
16 樹脂膜
18 第2絶縁膜
20 受光部
22、22a n型InP層
24 ノンドープInGaAs層
26 p型InP層
30a〜30d 電極接続部
32 n型InP層
34 ノンドープInGaAs層
36 p型InP層
38、38a、38b 溝
40 p電極パッド
42 p電極配線
44 p側配線
50 n電極パッド
52 オーミック電極
54 n電極配線
56 n側配線
60 マスク層
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記半絶縁性基板上に設けられ、前記受光部と同じ積層構造を含むメサ状の第1電極接続部およびメサ状の第2電極接続部と、
前記第1電極接続部と前記受光部との間に埋め込まれた樹脂膜と、
前記樹脂膜上を延在して設けられ、前記第1電極接続部上の電極パッドと前記受光部における前記第2導電型半導体層とを電気的に接続させる第1配線と、
前記受光部における前記第1導電型半導体層と、前記第2電極接続部上の電極パッドと、を電気的に接続させる第2配線と、
前記第1電極接続部における第1導電型半導体層と前記受光部における前記第1導電型半導体層とを電気的に分離する溝と、を具備し、
前記第2配線の下部には、前記第2配線の延在領域全てに渡って前記第1導電型半導体層が設けられてなり、
前記樹脂膜は、前記受光部と前記第1電極接続部との間を延在する前記第1配線の下において前記受光部と前記第1電極接続部との間を延在して設けられ、前記第1電極接続部のメサ径よりも狭い幅を有することを特徴とする半導体受光素子。 A mesa-shaped light receiving portion provided on a semi-insulating substrate and having a stacked structure including a first conductive semiconductor layer and a second conductive semiconductor layer opposite to the first conductive semiconductor layer;
A mesa-shaped first electrode connecting portion and a mesa-shaped second electrode connecting portion provided on the semi-insulating substrate and including the same laminated structure as the light receiving portion;
A resin film embedded between the first electrode connection portion and the light receiving portion;
A first wiring that extends over the resin film and electrically connects the electrode pad on the first electrode connecting portion and the second conductive semiconductor layer in the light receiving portion;
A second wiring for electrically connecting the first conductive semiconductor layer in the light receiving portion and the electrode pad on the second electrode connecting portion;
A groove for electrically separating the first conductive semiconductor layer in the first electrode connection portion and the first conductive semiconductor layer in the light receiving portion;
The first conductive type semiconductor layer is provided under the second wiring over the entire extension region of the second wiring,
The resin film is provided to extend between the light receiving portion and the first electrode connecting portion under the first wiring extending between the light receiving portion and the first electrode connecting portion, A semiconductor light receiving element having a width narrower than a mesa diameter of the first electrode connecting portion .
前記積層構造に対してエッチングを施し、メサ状の受光部、メサ状の第1電極接続部、およびメサ状の第2電極接続部を形成する工程と、
前記第1電極接続部における前記第1導電型半導体層を前記受光部における前記第1導電型半導体層から電気的に分離するパターンの開口を備え、且つ、前記第2電極接続部と前記受光部との間の領域における前記第1導電型半導体層を被覆するパターンを備えるマスク層を形成する工程と、
前記マスク層から露出した前記第1導電型半導体層をエッチングすることによって溝を形成する工程と、
一端が前記受光部における前記第1導電型半導体層に接続され、前記受光部と前記第2電極接続部との間の前記第1導電型半導体層上を延在して、前記第2電極接続部上に引き出されてなる第2配線を形成する工程と、
前記第1電極接続部と前記受光部との間に樹脂膜を埋め込む工程と、
一端が前記受光部における前記第2導電型半導体層に接続され、前記樹脂膜上を延在して、前記第1電極接続部上に引き出されてなる第1配線を形成する工程と、
前記第1電極接続部上に前記第1配線に接続される電極パッドを形成し、前記第2電極接続部上に前記第2配線に接続される電極パッドを形成する工程と、を含み、
前記樹脂膜は、前記受光部と前記第1電極接続部との間を延在する前記第1配線の下において前記受光部と前記第1電極接続部との間を延在して設けられ、前記第1電極接続部のメサ径よりも狭い幅を有することを特徴とする半導体受光素子の製造方法。 Forming a laminated structure including a first conductive semiconductor layer and a second conductive semiconductor layer opposite to the first conductive semiconductor layer on a semi-insulating substrate;
Etching the laminated structure to form a mesa-shaped light receiving portion, a mesa-shaped first electrode connection portion, and a mesa-shaped second electrode connection portion;
An opening having a pattern for electrically separating the first conductive semiconductor layer in the first electrode connection portion from the first conductive semiconductor layer in the light receiving portion; and the second electrode connection portion and the light receiving portion. Forming a mask layer having a pattern covering the first conductive type semiconductor layer in a region between
Forming a groove by etching the first conductive semiconductor layer exposed from the mask layer;
One end is connected to the first conductive type semiconductor layer in the light receiving part, and extends on the first conductive type semiconductor layer between the light receiving part and the second electrode connecting part, and the second electrode connection Forming a second wiring drawn on the part;
Embedding a resin film between the first electrode connecting portion and the light receiving portion;
Forming a first wiring having one end connected to the second conductive type semiconductor layer in the light receiving portion, extending on the resin film, and drawn on the first electrode connecting portion;
Forming an electrode pad connected to the first wiring on the first electrode connection portion, and forming an electrode pad connected to the second wiring on the second electrode connection portion,
The resin film is provided to extend between the light receiving portion and the first electrode connecting portion under the first wiring extending between the light receiving portion and the first electrode connecting portion, A method of manufacturing a semiconductor light receiving element, wherein the width is narrower than a mesa diameter of the first electrode connection portion .
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