JPH01273363A - 横型受光素子 - Google Patents
横型受光素子Info
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- JPH01273363A JPH01273363A JP63102096A JP10209688A JPH01273363A JP H01273363 A JPH01273363 A JP H01273363A JP 63102096 A JP63102096 A JP 63102096A JP 10209688 A JP10209688 A JP 10209688A JP H01273363 A JPH01273363 A JP H01273363A
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Landscapes
- 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、光の入射方向と電流の流れる方向が直交す
る受光素子（横型受光素子）に関するものである。
る受光素子（横型受光素子）に関するものである。
光ファイバによる光通信は、大容量長距離通信に有用で
あるが、伝送距離が長距離化するにつれて伝送損失の低
減化、結合効率の向上が望まれる。
あるが、伝送距離が長距離化するにつれて伝送損失の低
減化、結合効率の向上が望まれる。
光ファイバの伝送方式には一般的に双方向伝送と片方向
伝送があるが、いずれも光ファイバにより伝送された光
を受光素子に照射し電気信号に変換するものである為、
この結合効率を高くすることが重要である。
伝送があるが、いずれも光ファイバにより伝送された光
を受光素子に照射し電気信号に変換するものである為、
この結合効率を高くすることが重要である。
ところで受光素子は、縦型受光素子と横型受光素子の２
つに構造上大別できる。第４図は、縦型受光素子と横型
受光素子の基本的構成を示すものである。特に、横型受
光素子はＦＥＴとの一体化に適する。
つに構造上大別できる。第４図は、縦型受光素子と横型
受光素子の基本的構成を示すものである。特に、横型受
光素子はＦＥＴとの一体化に適する。
ところで、従来の横型受光素子は受光部が矩形状に構成
されていた為、光ファイバから照射される円形の光ビー
ムを効率的に受光できないという欠点があった。
されていた為、光ファイバから照射される円形の光ビー
ムを効率的に受光できないという欠点があった。
第５図は、従来の横型受光素子を示すものである。横型
受光素子１には一対の矩形電極２．２が形設されており
、これらの電極間に矩形状の受光面Ａが設けられている
。光ファイバ３からの照射光は、図示の通り円形状に受
光素子へ投射される為、矩形状の受光面Ａにおける光の
投射面積の比率が小さくなり、照射光を有効に利用する
ことができなかった。
受光素子１には一対の矩形電極２．２が形設されており
、これらの電極間に矩形状の受光面Ａが設けられている
。光ファイバ３からの照射光は、図示の通り円形状に受
光素子へ投射される為、矩形状の受光面Ａにおける光の
投射面積の比率が小さくなり、照射光を有効に利用する
ことができなかった。
また、光ファイバからの照射光を効率良く受光素子に入
射する方法としては、■光ファイバのコアを楕円にする
、■光ファイバと受光素子との間に円柱レンズを介在す
るものが考えられるが、■の方法は光ファイバの構造が
複雑になり製造コストが増大し、■の方法は円柱レンズ
を使用することでコスト高になるという欠点があった。
射する方法としては、■光ファイバのコアを楕円にする
、■光ファイバと受光素子との間に円柱レンズを介在す
るものが考えられるが、■の方法は光ファイバの構造が
複雑になり製造コストが増大し、■の方法は円柱レンズ
を使用することでコスト高になるという欠点があった。
そこでこの発明は、照射光の有効利用を図ることにより
横型受光素子の感度を向上させることを目的とする。
横型受光素子の感度を向上させることを目的とする。
上記課題を達成するため、この発明は基板上に形設され
た０字形の第１電極と、第１電極の内側の略中心部分に
形成された第２電極と、第１電極と第２電極との間に形
成された受光面とを備えて構成され、第２電極は所定の
配線を介して第１電極の外側に形成された取り出し電極
に接続されている。
た０字形の第１電極と、第１電極の内側の略中心部分に
形成された第２電極と、第１電極と第２電極との間に形
成された受光面とを備えて構成され、第２電極は所定の
配線を介して第１電極の外側に形成された取り出し電極
に接続されている。
この場合、第１電極はその下部に形成された第１導電型
の半導体層にオーミック接触され、第２電極はその下部
に形成された第２導電型の半導体層にオーミック接触さ
れてもよい。
の半導体層にオーミック接触され、第２電極はその下部
に形成された第２導電型の半導体層にオーミック接触さ
れてもよい。
なお、第１電極の形状は０字形に限らず、Ｃ字形であっ
てもよい。
てもよい。
この発明は、以上のように構成されているので、受光面
における光の投射面積の比率が大きくなり、照射光を有
効に受光素子へ入射させることができる。
における光の投射面積の比率が大きくなり、照射光を有
効に受光素子へ入射させることができる。
以下、この発明に係る横型受光素子の一実施例を添付図
面に基づき説明する。なお、説明において同一要素には
同一符号を用い、重複する説明は省略する。
面に基づき説明する。なお、説明において同一要素には
同一符号を用い、重複する説明は省略する。
第１図は、この発明に係る横型受光素子（光導電型受光
素子）の一実施例を示すものである。同図（ａ）は平面
図を示し、同図（ｂ）は同図（ａ）におけるＢ−Ｂ’線
からの断面図を示すものである。
素子）の一実施例を示すものである。同図（ａ）は平面
図を示し、同図（ｂ）は同図（ａ）におけるＢ−Ｂ’線
からの断面図を示すものである。
ＩｎＰの基板４には、０字形の第１電極５がオーミック
接触で形設されている。この第１電極５の内側には、Ｇ
ａ Ｉ ｎＡｓから成る光吸収層６が形成されており、
円形状の受光面Ａが構成されている。この受光面Ａの中
心部には、第２ Ｍ ｈ ７ ａがオーミック接触で形
設されている。さらに、第１電極５の外側には取り出し
電極７ｂが形設されている。上記第２電極７ａは、第１
電極５の上を通り、所定の配線を介して上記取り出し電
極７ｂに接続されている。なお、第１電極５と第２電極
７ａとの間には、ＳｉＯから成る絶縁膜８が形成されて
おり（第１図（ｂ）参照）、第１電極５と第２電極７ａ
とを電気的に絶縁している。また、所定の配線としては
、ワイヤボンディングや空中配線等であってもよい。な
お、光吸収層６を例えば濃度の低いｎ型半導体層（ある
いは真性半導体層）で形成し、上記電極５．７ａの下部
を濃度の高いｎ型半導体層で形成しており、光吸収層６
と電極５．７ａとのオーミック接触が向上されている。
接触で形設されている。この第１電極５の内側には、Ｇ
ａ Ｉ ｎＡｓから成る光吸収層６が形成されており、
円形状の受光面Ａが構成されている。この受光面Ａの中
心部には、第２ Ｍ ｈ ７ ａがオーミック接触で形
設されている。さらに、第１電極５の外側には取り出し
電極７ｂが形設されている。上記第２電極７ａは、第１
電極５の上を通り、所定の配線を介して上記取り出し電
極７ｂに接続されている。なお、第１電極５と第２電極
７ａとの間には、ＳｉＯから成る絶縁膜８が形成されて
おり（第１図（ｂ）参照）、第１電極５と第２電極７ａ
とを電気的に絶縁している。また、所定の配線としては
、ワイヤボンディングや空中配線等であってもよい。な
お、光吸収層６を例えば濃度の低いｎ型半導体層（ある
いは真性半導体層）で形成し、上記電極５．７ａの下部
を濃度の高いｎ型半導体層で形成しており、光吸収層６
と電極５．７ａとのオーミック接触が向上されている。
光ファイバ３からの光ビームが受光面Ａに入射すると、
入射した光のエネルギにより光吸収層６内部にはキャリ
アが発生し、当該光吸収層６の抵抗率が変化する。その
為、第１電極５と第２電極７ａとの間に所定の電圧を印
加すれば、光入射の有無を検知することができる。なお
、絶縁膜はＳｉＯに限定されるものではなく、例えばＳ
ｉＮ 等でもよい。
入射した光のエネルギにより光吸収層６内部にはキャリ
アが発生し、当該光吸収層６の抵抗率が変化する。その
為、第１電極５と第２電極７ａとの間に所定の電圧を印
加すれば、光入射の有無を検知することができる。なお
、絶縁膜はＳｉＯに限定されるものではなく、例えばＳ
ｉＮ 等でもよい。
次に、第２の実施例（ｐｉｎフォトダイオード）を第２
図に基づき説明する。第１の実施例と異なるのは、一方
の電極をｎ型（第１導電型）、他方の電極をｐ型（第２
導電型）で構成している点である。その為、ＡｕＧｅＮ
ｉ等から成る０字形の第１電極９は、その下部に形成
されたｎ型（第１導電型）半導体層１０上にオーミック
接触されている。さらに、第１電極９の内側には光吸収
層１２が形成されており、受光面Ａを構成している。
図に基づき説明する。第１の実施例と異なるのは、一方
の電極をｎ型（第１導電型）、他方の電極をｐ型（第２
導電型）で構成している点である。その為、ＡｕＧｅＮ
ｉ等から成る０字形の第１電極９は、その下部に形成
されたｎ型（第１導電型）半導体層１０上にオーミック
接触されている。さらに、第１電極９の内側には光吸収
層１２が形成されており、受光面Ａを構成している。
この中心部には、ＡｕＧｅＮ ｉ等から成る第２電極１
１ａがその下部に形成されたｐ型（第２導電型）半導体
層１３上にオーミック接触で形設されている。この場合
、ｐ型半導体層１３を比較的広く形成すれば、第２電極
１１ａを容易に形設することができる。なお、光吸収層
１２は真性半導体層、あるいは、第１電極８の下部に形
成されたｎ型（第１導電型）の半導体層１０より濃度の
低いｎ型（第１導電型）の半導体層で形成されている。
１ａがその下部に形成されたｐ型（第２導電型）半導体
層１３上にオーミック接触で形設されている。この場合
、ｐ型半導体層１３を比較的広く形成すれば、第２電極
１１ａを容易に形設することができる。なお、光吸収層
１２は真性半導体層、あるいは、第１電極８の下部に形
成されたｎ型（第１導電型）の半導体層１０より濃度の
低いｎ型（第１導電型）の半導体層で形成されている。
取り出し電極及びその配線については、上記実施例と変
わらないので説明を省略する。
わらないので説明を省略する。
光ファイバ３からの光ビームが受光面Ａに入射すると、
入射した光のエネルギにより電子・ホール対が光吸収層
１２内部に発生する。この発生されたキャリアを第１電
極９及び第２電極１１ ａ Ｈよる電界で振り分け、電
流として取り出すことにより光入射の有無を検知する。
入射した光のエネルギにより電子・ホール対が光吸収層
１２内部に発生する。この発生されたキャリアを第１電
極９及び第２電極１１ ａ Ｈよる電界で振り分け、電
流として取り出すことにより光入射の有無を検知する。
次に、第３の実施例を第３図に基づき説明する。
第１の実施例と異なるのは、第１の電極をＣ字形に構成
しており、第１の電極と第２の電極との間に絶縁膜を形
成していない点である。この実施例において、第１の電
極１４と第２の電極１５ａは交差せず、第２の電極１５
ａは第１の電極１４の開口部Ｃと受光面Ａの中心部を結
ぶ線上に形設されている。この場合、第１電極１４及び
第２電極１５ａの長さ、幅、形状、開口部Ｃの間隔等は
、上記実施例のものに限定されるものではなく、印加す
る電圧、電極の材質等により変化するものである。取り
出し電極１５ｂについては、上記実施例と変わらないの
で説明を省略する。
しており、第１の電極と第２の電極との間に絶縁膜を形
成していない点である。この実施例において、第１の電
極１４と第２の電極１５ａは交差せず、第２の電極１５
ａは第１の電極１４の開口部Ｃと受光面Ａの中心部を結
ぶ線上に形設されている。この場合、第１電極１４及び
第２電極１５ａの長さ、幅、形状、開口部Ｃの間隔等は
、上記実施例のものに限定されるものではなく、印加す
る電圧、電極の材質等により変化するものである。取り
出し電極１５ｂについては、上記実施例と変わらないの
で説明を省略する。
なお、上記実施例（第１図、第２図、第３図）における
基板はＩｎＰに限定されるものではなく、化合物半導体
であればよい。例えば、ＧａＡｓ。
基板はＩｎＰに限定されるものではなく、化合物半導体
であればよい。例えば、ＧａＡｓ。
ＩｎＡｓであってもよい。
また、上記実施例における第２電極がオーミック接触さ
れる光吸収層の位置は、厳密に中心でなくてもよく、電
界が集中しやすい位置、あるいは、設置条件等を考慮し
て定められる。中心より若干偏心させて第２電極を設置
すれば、光強度の高い中心部分で光を入射することがで
きるので感度が向上する。
れる光吸収層の位置は、厳密に中心でなくてもよく、電
界が集中しやすい位置、あるいは、設置条件等を考慮し
て定められる。中心より若干偏心させて第２電極を設置
すれば、光強度の高い中心部分で光を入射することがで
きるので感度が向上する。
最後に、この発明に係る横型受光素子と従来技術に係る
横型受光素子を比較した実験例を示す。
横型受光素子を比較した実験例を示す。
この実験は、光ビーム径が４０μｍの光ファイバを使用
し、本発明に係る横型受光素子として内径が４０μｍの
０字形の第１電極、幅２μｍの第２電極、従来技術に係
る横型受光素子として間隔が２０μｍの矩形電極をそれ
ぞれ使用したものである。電界強度は両方の受光素子で
等しいにもかかわらずこの実験によると、従来技術に係
る横型受光素子では０．２Ａ／Ｗであったが、この発明
に係る横型受光素子では０．６Ａ／Ｗまで感度を高める
ことができた。
し、本発明に係る横型受光素子として内径が４０μｍの
０字形の第１電極、幅２μｍの第２電極、従来技術に係
る横型受光素子として間隔が２０μｍの矩形電極をそれ
ぞれ使用したものである。電界強度は両方の受光素子で
等しいにもかかわらずこの実験によると、従来技術に係
る横型受光素子では０．２Ａ／Ｗであったが、この発明
に係る横型受光素子では０．６Ａ／Ｗまで感度を高める
ことができた。
この発明は、以上説明したように構成されているので、
光ファイバからの入射光を効率良く受光することができ
、横型受光素子の感度を高めることができる。
光ファイバからの入射光を効率良く受光することができ
、横型受光素子の感度を高めることができる。
第１図は、この発明に係る横型受光素子の第１の実施例
を示す図、第２図は、この発明に係る横型受光素子の第
２の実施例を示す図、第３図は、この発明に係る横型受
光素子の第３の実施例を示す図、第４図は、縦型受光素
子と横型受光素子の基本構成を示す図、第５図は、従来
技術に係る横型受光素子を示す図である。 １・・・横型受光素子 ２・・・矩形電極 ３・・・光ファイバ ４・・・基板 ５．９．１４・・・第１電極 ６．１２・・・光吸収層 ７．１１．１５・・・第２電極 ８・・・絶縁膜 １０・・・ｎ型半導体層 １３・・・ｐ型半導体層 特許出願人 住友電気工業株式会社 代理人弁理士 長谷用 芳 樹間
山 １） 汀 −従来技術 第５図 （ａ） 第１の実施例（黄 第１ （ｂ） ＝導電型受光素子） 図 第２の実施例（Ｐｉｎフォトダイオード）１５ａ 第３の実施例 一：− ｐｉｎフォトダイオード （縦型受光素子） （ａ） 縦型受光素子と 第４ 光導電型受光素子 （横型受光素子） （ｂ） 横型受光素子 図
を示す図、第２図は、この発明に係る横型受光素子の第
２の実施例を示す図、第３図は、この発明に係る横型受
光素子の第３の実施例を示す図、第４図は、縦型受光素
子と横型受光素子の基本構成を示す図、第５図は、従来
技術に係る横型受光素子を示す図である。 １・・・横型受光素子 ２・・・矩形電極 ３・・・光ファイバ ４・・・基板 ５．９．１４・・・第１電極 ６．１２・・・光吸収層 ７．１１．１５・・・第２電極 ８・・・絶縁膜 １０・・・ｎ型半導体層 １３・・・ｐ型半導体層 特許出願人 住友電気工業株式会社 代理人弁理士 長谷用 芳 樹間
山 １） 汀 −従来技術 第５図 （ａ） 第１の実施例（黄 第１ （ｂ） ＝導電型受光素子） 図 第２の実施例（Ｐｉｎフォトダイオード）１５ａ 第３の実施例 一：− ｐｉｎフォトダイオード （縦型受光素子） （ａ） 縦型受光素子と 第４ 光導電型受光素子 （横型受光素子） （ｂ） 横型受光素子 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、基板上に形設されたＯ字形の第１電極と、前記第１
電極の内側の略中心部分に形成された第２電極と、 前記第１電極と前記第２電極との間に形成された受光面
とを備えて構成され、 前記第２電極が、所定の配線を介して前記第１電極の外
側に形成された取り出し電極に接続されている横型受光
素子。 ２、前記第１電極が、その下部に形成された第１導電型
の半導体層にオーミック接触されており、 前記第２電極が、その下部に形成された第２導電型の半
導体層にオーミック接触されている請求項１記載の横型
受光素子。 ３、前記第１電極が、Ｃ字形に構成されている請求項１
記載の横型受光素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63102096A JPH01273363A (ja) | 1988-04-25 | 1988-04-25 | 横型受光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63102096A JPH01273363A (ja) | 1988-04-25 | 1988-04-25 | 横型受光素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01273363A true JPH01273363A (ja) | 1989-11-01 |
Family
ID=14318249
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63102096A Pending JPH01273363A (ja) | 1988-04-25 | 1988-04-25 | 横型受光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01273363A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04346480A (ja) * | 1991-05-24 | 1992-12-02 | Fuji Xerox Co Ltd | 光電変換装置 |
| JP2010177286A (ja) * | 2009-01-27 | 2010-08-12 | Nec Corp | 半導体受光素子およびその製造方法 |
| JP2018011024A (ja) * | 2016-07-15 | 2018-01-18 | 住友電気工業株式会社 | 受光素子および光モジュール |
-
1988
- 1988-04-25 JP JP63102096A patent/JPH01273363A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04346480A (ja) * | 1991-05-24 | 1992-12-02 | Fuji Xerox Co Ltd | 光電変換装置 |
| JP2010177286A (ja) * | 2009-01-27 | 2010-08-12 | Nec Corp | 半導体受光素子およびその製造方法 |
| JP2018011024A (ja) * | 2016-07-15 | 2018-01-18 | 住友電気工業株式会社 | 受光素子および光モジュール |
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