JPH01175776A - 半導体受光素子 - Google Patents
半導体受光素子Info
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- JPH01175776A JPH01175776A JP62336024A JP33602487A JPH01175776A JP H01175776 A JPH01175776 A JP H01175776A JP 62336024 A JP62336024 A JP 62336024A JP 33602487 A JP33602487 A JP 33602487A JP H01175776 A JPH01175776 A JP H01175776A
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- semiconductor substrate
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- Pending
Links
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Landscapes
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
この発明は、超高速、大容量な光通信システムの主構成
要素となる半導体受光素子の配線に関する。
要素となる半導体受光素子の配線に関する。
（従来の技術）
１μｍ帯における光通信の長距離、大容量化に伴って、
超高速・低雑音な受光素子の要求が高まり９つある。受
光素子の超高速・低雑音化には、素子容量の低減が必須
である。受光素子の全容量は接合容量と配線容量とボン
ディングパッド容量からなる。従来の導電性半導体基板
上に形成された受光素子においては、ボンディングパッ
ド部が導電性半導体上にあるため、ボンディングパッド
容量が大きく、０．２ｐＦ以下に全容量を低減すること
が困難であるという問題があった。
超高速・低雑音な受光素子の要求が高まり９つある。受
光素子の超高速・低雑音化には、素子容量の低減が必須
である。受光素子の全容量は接合容量と配線容量とボン
ディングパッド容量からなる。従来の導電性半導体基板
上に形成された受光素子においては、ボンディングパッ
ド部が導電性半導体上にあるため、ボンディングパッド
容量が大きく、０．２ｐＦ以下に全容量を低減すること
が困難であるという問題があった。
この問題を解決するために半絶縁性基板中にＰＩＮフォ
トダイードを埋め込み、ボンディングパッドを半絶縁性
半導体基板上に形成した構造の採用、２０μｍの小麦光
径化によって０．０８ρＦの低容量化と１４ Ｃｉ Ｉ
−Ｉ Ｚの高速応答が実現されている。（ミウラ（Ｓ、
Ｍｉｕｒａ）ｅＬ、ａｌ 、 、ジャーナル オブ ラ
イトウェーブ テクノロジー（Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆｌ
、ｉＩＣｈｔｗａｖｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ） 、
ｖｏｌ、ＬＴ−５，Ｎｏ、ｌＯ，ｐｐ。
トダイードを埋め込み、ボンディングパッドを半絶縁性
半導体基板上に形成した構造の採用、２０μｍの小麦光
径化によって０．０８ρＦの低容量化と１４ Ｃｉ Ｉ
−Ｉ Ｚの高速応答が実現されている。（ミウラ（Ｓ、
Ｍｉｕｒａ）ｅＬ、ａｌ 、 、ジャーナル オブ ラ
イトウェーブ テクノロジー（Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆｌ
、ｉＩＣｈｔｗａｖｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ） 、
ｖｏｌ、ＬＴ−５，Ｎｏ、ｌＯ，ｐｐ。
１３７１１３７６．１９０７）このＰＩＮフォＩ〜ダイ
オードは高速、低容址であるばかりでなく半絶縁性基板
を用いて、しかも表面が平坦化されているため、Ｉ・ラ
ンリスタ等の電子素子とのモノリシック集積に適した構
造である。
オードは高速、低容址であるばかりでなく半絶縁性基板
を用いて、しかも表面が平坦化されているため、Ｉ・ラ
ンリスタ等の電子素子とのモノリシック集積に適した構
造である。
（発明が解決しようとした問題点）
しかしながら、上述したＰＩＮフオ１〜ダイオードにお
いては、ＰＩＮフォトダイオード層上の誘電体膜上に配
線を形成しているため、２．５μｍｎ幅という微細配線
にもかかわらず、配線容量が接合容量とほぼ同じ０．０
４ｐＦと大きく、０．０８ｐＦ以下の低容量化が困難で
あるという欠点を有していた。
いては、ＰＩＮフォトダイオード層上の誘電体膜上に配
線を形成しているため、２．５μｍｎ幅という微細配線
にもかかわらず、配線容量が接合容量とほぼ同じ０．０
４ｐＦと大きく、０．０８ｐＦ以下の低容量化が困難で
あるという欠点を有していた。
本発明の目的は、配線容量を低減し、ＰＩＮフォトダイ
オードの容量がほぼ接合容量で決まる極低容量なＰＩＮ
フォトダイオードを提供することにある。
オードの容量がほぼ接合容量で決まる極低容量なＰＩＮ
フォトダイオードを提供することにある。
（問題を解決するための手段）
本発明は、半絶縁性半導体基板の一生面上に選択的に形
成された半導体層を含んでなる受光素子において、前記
半絶縁性半導体基板上に形成された金属よりなるボンデ
ィングパッドと前記受光素子を結ぶ配線が少なくとも前
記受光素子の半導体層上でエアーブリッジ構造を有する
ことを特徴とするものである。
成された半導体層を含んでなる受光素子において、前記
半絶縁性半導体基板上に形成された金属よりなるボンデ
ィングパッドと前記受光素子を結ぶ配線が少なくとも前
記受光素子の半導体層上でエアーブリッジ構造を有する
ことを特徴とするものである。
（作用）
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−ヒでエアーブリッジ構造とすることによっ
て、配線容量の低減が可能となる。
の半導体層−ヒでエアーブリッジ構造とすることによっ
て、配線容量の低減が可能となる。
したがって、受光素子の容量がほぼ接合容量で決まる極
低容量の受光素子が得られる。
低容量の受光素子が得られる。
（実施例）
次に本発明の実施例について図面を参照して説明する。
第１図（ａ）は、本発明の第１の実施例の主要部を示す
受光素子の平面図、第１図（ｂ）は第１図（ａ）のＡ−
Ａ’線断面図である。
受光素子の平面図、第１図（ｂ）は第１図（ａ）のＡ−
Ａ’線断面図である。
この実施例は、ＦｅドープのｉｎＰからなる半絶縁性半
導体基板１０の一生面上に選択的に形成された半導体層
であるバッファー層１１、光吸収層１２、ウィンドウ層
１３を含んでなるＰＩＮフォトダイオードと、半絶縁性
半導体基板ｌＯ上に形成されたボンディングパッド１４
を結ぶ配線１５が、Ｆ”ＩＮフオＩ・ダイオードの半導
体層上でエアーブリッジ構造を有するものである。
導体基板１０の一生面上に選択的に形成された半導体層
であるバッファー層１１、光吸収層１２、ウィンドウ層
１３を含んでなるＰＩＮフォトダイオードと、半絶縁性
半導体基板ｌＯ上に形成されたボンディングパッド１４
を結ぶ配線１５が、Ｆ”ＩＮフオＩ・ダイオードの半導
体層上でエアーブリッジ構造を有するものである。
次に、この実施例の製造方法について説明する。５ｉ０
２をマスクとして、ＦｅドープのＩｎＰからなる半絶縁
性半導体基板１０を塩酸・リン酸からなる混合液を用い
てエツチングし、幅２００μｍ、深さ５μｍの製部を形
成する。次に、この５ｉＯ２１１ｉをマスクとして利用
し、ｎ−１ｎＰか４なるバッファー層１１（厚さ２μｍ
、キャリア濃度ｎ＝ｌＸ１０’）Ｃ１ｌ−３＞ ｎ −
１ｎ ｏｏ、１７Ｇ ａＯ，３ＡＳからなる光吸収層１
２（厚さ２μｍ、キャリア濃度ｎ＝５Ｘ１０１５ｃＩＩ
−３） ｎ−１ｎＰからなるウィンドウ層１３（厚さ１
μｍ、キャリア濃度ｎ ＝ ５ Ｘ １０ ”ｃｍ−’
）を溝部に選択的に成長させる。次に通常のホトリソグ
ラフィー技術及び亜鉛拡散法を用いて、ウィンドウ層１
３の表面から選択的に亜鉛拡散を行ない、ｐ形反転領域
１６を形成する。更にＳｉＮｘからなる誘電体１９を形
成後、金・ゲルマニウム・ニッケルからなるｎ電極１７
、金・亜鉛からなるｎ電極１８を形成する。次にエアー
ブリッジの下地となる厚さ約２μｍの層間レジストを形
成後、チタン及び金の蒸着、選択金メツキ技術を用いて
幅１０μｍ、長さ１００μｍのエアブリッジ部を有する
配線１５、ボンディングパッド１４を形成し、半導体受
光素子が完成する。
２をマスクとして、ＦｅドープのＩｎＰからなる半絶縁
性半導体基板１０を塩酸・リン酸からなる混合液を用い
てエツチングし、幅２００μｍ、深さ５μｍの製部を形
成する。次に、この５ｉＯ２１１ｉをマスクとして利用
し、ｎ−１ｎＰか４なるバッファー層１１（厚さ２μｍ
、キャリア濃度ｎ＝ｌＸ１０’）Ｃ１ｌ−３＞ ｎ −
１ｎ ｏｏ、１７Ｇ ａＯ，３ＡＳからなる光吸収層１
２（厚さ２μｍ、キャリア濃度ｎ＝５Ｘ１０１５ｃＩＩ
−３） ｎ−１ｎＰからなるウィンドウ層１３（厚さ１
μｍ、キャリア濃度ｎ ＝ ５ Ｘ １０ ”ｃｍ−’
）を溝部に選択的に成長させる。次に通常のホトリソグ
ラフィー技術及び亜鉛拡散法を用いて、ウィンドウ層１
３の表面から選択的に亜鉛拡散を行ない、ｐ形反転領域
１６を形成する。更にＳｉＮｘからなる誘電体１９を形
成後、金・ゲルマニウム・ニッケルからなるｎ電極１７
、金・亜鉛からなるｎ電極１８を形成する。次にエアー
ブリッジの下地となる厚さ約２μｍの層間レジストを形
成後、チタン及び金の蒸着、選択金メツキ技術を用いて
幅１０μｍ、長さ１００μｍのエアブリッジ部を有する
配線１５、ボンディングパッド１４を形成し、半導体受
光素子が完成する。
この様に、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ーブリ・ソジ構造とする
ことにより、配線容量を３ ｆ Ｆ以下に抑えることが
可能となる。したがって素子の容量がほぼ接合容量で決
まる極低容量な受光素子が実現できる。
、受光素子の半導体層上でエアーブリ・ソジ構造とする
ことにより、配線容量を３ ｆ Ｆ以下に抑えることが
可能となる。したがって素子の容量がほぼ接合容量で決
まる極低容量な受光素子が実現できる。
−Ｆ述の実施例において、寸法例も示したが、結晶成長
・電極形成の様子は、成長法・条件等で大幅に変化する
のでそれらとともに適切な寸法を採用すべきことはいう
までもない。
・電極形成の様子は、成長法・条件等で大幅に変化する
のでそれらとともに適切な寸法を採用すべきことはいう
までもない。
また電極金属、配線金属の種類に関して制限はない。
（発明の効果）
以上詳述したように、本発明によれば、半絶縁性半導体
基板上に形成したボンディングパッドと受光素子を結ぶ
配線が、受光素子の半導体層上でエアーブリッジ構造を
有することによって、配線容量の低減が可能となる。し
たがって受光素子の容量がほぼ接合容量で決まる極低容
量な半導体受光素子が得られる。
基板上に形成したボンディングパッドと受光素子を結ぶ
配線が、受光素子の半導体層上でエアーブリッジ構造を
有することによって、配線容量の低減が可能となる。し
たがって受光素子の容量がほぼ接合容量で決まる極低容
量な半導体受光素子が得られる。
第１図（ａ）は本発明の一実施例の主要部を示ず受光素
子の平面図、第１図（ｂ）は、第１図（ａ）のＡ−Ａ’
線断面図である。 図中で、 １０・・・半絶縁性半導体基板、 １１・・・バッファー層 １２・−・光吸収層 １３・・・ウィンドウ層１、４・
・・ボンディングパッド、 １５・・・配線１６・・
・ｐ形反転領域、 １７・・・ｎ電極１８・・・ｐ電極
、 １９・・・誘電体である。
子の平面図、第１図（ｂ）は、第１図（ａ）のＡ−Ａ’
線断面図である。 図中で、 １０・・・半絶縁性半導体基板、 １１・・・バッファー層 １２・−・光吸収層 １３・・・ウィンドウ層１、４・
・・ボンディングパッド、 １５・・・配線１６・・
・ｐ形反転領域、 １７・・・ｎ電極１８・・・ｐ電極
、 １９・・・誘電体である。
Claims (1)
- 半絶縁性半導体基板の一主面上に選択的に形成された
半導体層を含んでなる受光素子において、前記半絶縁性
半導体基板上に形成された金属よりなるボンディングパ
ッドと、前記受光素子を結ぶ配線が、少なくとも前記受
光素子の半導体層上でエアーブリッジ構造を有すること
を特徴とする受光素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62336024A JPH01175776A (ja) | 1987-12-29 | 1987-12-29 | 半導体受光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62336024A JPH01175776A (ja) | 1987-12-29 | 1987-12-29 | 半導体受光素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01175776A true JPH01175776A (ja) | 1989-07-12 |
Family
ID=18294908
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62336024A Pending JPH01175776A (ja) | 1987-12-29 | 1987-12-29 | 半導体受光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01175776A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009071249A (ja) * | 2007-09-18 | 2009-04-02 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体受光素子及びその製造方法 |
| JP2020184566A (ja) * | 2019-05-07 | 2020-11-12 | 日本ルメンタム株式会社 | 半導体受光素子及び半導体受光素子の製造方法 |
-
1987
- 1987-12-29 JP JP62336024A patent/JPH01175776A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009071249A (ja) * | 2007-09-18 | 2009-04-02 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体受光素子及びその製造方法 |
| JP2020184566A (ja) * | 2019-05-07 | 2020-11-12 | 日本ルメンタム株式会社 | 半導体受光素子及び半導体受光素子の製造方法 |
| US11705528B2 (en) | 2019-05-07 | 2023-07-18 | Lumentum Japan, Inc. | Semiconductor light-receiving element and manufacturing method of semiconductor light-receiving element |
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