JPH03105985A - 半導体受光素子及びこの半導体受光素子を用いた光半導体装置 - Google Patents
半導体受光素子及びこの半導体受光素子を用いた光半導体装置Info
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- JPH03105985A JPH03105985A JP1241685A JP24168589A JPH03105985A JP H03105985 A JPH03105985 A JP H03105985A JP 1241685 A JP1241685 A JP 1241685A JP 24168589 A JP24168589 A JP 24168589A JP H03105985 A JPH03105985 A JP H03105985A
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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）
本発明は，半導体受光素子及び光半導体装置に係り、特
に半導体レーザなどの後方に設けられる光出力モニタ用
の半導体受光素子及びこの半導体受光素子を用いる光半
導体装置に関する。
に半導体レーザなどの後方に設けられる光出力モニタ用
の半導体受光素子及びこの半導体受光素子を用いる光半
導体装置に関する。
（従来の技術〉
光ファイバ伝送方法は、損失の非常に少ない光ファイバ
を伝送路とし、発光源に半導体レーザや発光ダイオード
などの半導体発光素子を用い、また受光部にはＰＩＮフ
ォトダイオード（Ｐ Ｉ Ｎ−ＰＤ）やアバランシェフ
オトダイオード（Ａ Ｐ Ｄ）などの半導体受光素子を
用い、大容量で高品質の通信方法として開発され、現在
では既トこ実用化されている。
を伝送路とし、発光源に半導体レーザや発光ダイオード
などの半導体発光素子を用い、また受光部にはＰＩＮフ
ォトダイオード（Ｐ Ｉ Ｎ−ＰＤ）やアバランシェフ
オトダイオード（Ａ Ｐ Ｄ）などの半導体受光素子を
用い、大容量で高品質の通信方法として開発され、現在
では既トこ実用化されている。
半導体レーザは、出射ビームが非常に小さく点光源に近
いため光ファイバとの結合効率が高く、上記の光ファイ
バ伝送方法の光源として最適である。
いため光ファイバとの結合効率が高く、上記の光ファイ
バ伝送方法の光源として最適である。
しかしながら、半導体レーザは、発振しきい電流や，そ
の他の特性が周囲温度などの環境により敏感に変化して
しまうことから、内部に光出力七二夕用の半導体受光素
子を有し、この半導体受光素子の検知作動により光出力
が一定になるように制御しながら動作させるのが一般的
である。
の他の特性が周囲温度などの環境により敏感に変化して
しまうことから、内部に光出力七二夕用の半導体受光素
子を有し、この半導体受光素子の検知作動により光出力
が一定になるように制御しながら動作させるのが一般的
である。
第４図はＩｎＧａＡｓ／ＩｎＰを材料とした、いわゆる
長波長帯の半導体受光素子の従来例の構造を示す断面図
であって、ｌｌａはＩｎＰ基板、ｌｌｂはＩ ｎ Ｇ
ａ Ａ ｓ層、１２は拡散領域． １３． １４は電極
、１５は＃！！縁膜マスクである。
長波長帯の半導体受光素子の従来例の構造を示す断面図
であって、ｌｌａはＩｎＰ基板、ｌｌｂはＩ ｎ Ｇ
ａ Ａ ｓ層、１２は拡散領域． １３． １４は電極
、１５は＃！！縁膜マスクである。
同図において、ＩｎＰ基板１１ａ上に低不純物濃度のＩ
ｎＧａＡｓＪｉ９１ｌｂをエビタキシャル成長して光吸
収層とし、絶縁膜マスク１５を用いて表面から選択的に
亜鉛（Ｚｎ）の拡散領域１２を設けてＰｉＮ型ＰＤ構造
としている。
ｎＧａＡｓＪｉ９１ｌｂをエビタキシャル成長して光吸
収層とし、絶縁膜マスク１５を用いて表面から選択的に
亜鉛（Ｚｎ）の拡散領域１２を設けてＰｉＮ型ＰＤ構造
としている。
そして電極１３． １４に逆バイアスになるように電圧
を印加した状態で表面から入射光Ａを照射させると、光
量に対応した電流が検知できる。
を印加した状態で表面から入射光Ａを照射させると、光
量に対応した電流が検知できる。
第５図は上記の半導体受光素子を半導体レーザの光出力
モニタとして用いた従来の光半導体装置を示す構成図で
あって、１６は半導体受光素子、ｌ７は半導体レーザ、
１８ａはヒートシンク、１８ｂはシリコンサブマウント
である。
モニタとして用いた従来の光半導体装置を示す構成図で
あって、１６は半導体受光素子、ｌ７は半導体レーザ、
１８ａはヒートシンク、１８ｂはシリコンサブマウント
である。
同図において、銅製のヒートシンク１８ａの上にシリコ
ンサブマウントＬ３ｂを介して半導体レーザ１７が設置
され、半導体レーザ１７の後方に半導体受光素子ｌ６を
、受光面が半導体レーザ１７の後出射部１７ａに対向す
るように設置されている。従って，前出射部１７ｂの光
出力に比例した後出射部］．７ａからの光が、半導体受
光素子１６に入射して光出力が検知される。そして検知
信号に基づいて半導体レーザ１７の動作電流を制御して
、出射光出力を一定値に制御することができる． この時、後出射部１７ａから出射されて，半導体受光素
子１６を照射する入射光Ａが表面で反射されるが、この
反射光Ｂの一部が半導体レーザ１７に帰還して発振動作
を不安定にすることがないように、半導体受光素子１６
は半導体レーザ１７の後出射部１．７ａの端面に対して
所定の角度だけ傾斜して配置されることが必要である。
ンサブマウントＬ３ｂを介して半導体レーザ１７が設置
され、半導体レーザ１７の後方に半導体受光素子ｌ６を
、受光面が半導体レーザ１７の後出射部１７ａに対向す
るように設置されている。従って，前出射部１７ｂの光
出力に比例した後出射部］．７ａからの光が、半導体受
光素子１６に入射して光出力が検知される。そして検知
信号に基づいて半導体レーザ１７の動作電流を制御して
、出射光出力を一定値に制御することができる． この時、後出射部１７ａから出射されて，半導体受光素
子１６を照射する入射光Ａが表面で反射されるが、この
反射光Ｂの一部が半導体レーザ１７に帰還して発振動作
を不安定にすることがないように、半導体受光素子１６
は半導体レーザ１７の後出射部１．７ａの端面に対して
所定の角度だけ傾斜して配置されることが必要である。
（発明が解決しようとするＸＩＷＡ）
上記の従来の半導体受光素子１６では，半導体受光素子
１６の表面を照射する入射光Ａを電流に変換して検知す
るのであるから、半導体レーザ１７の後出射部１７ａか
らの出射光を半導体レーザエ７に影響がないように受光
するには、第５図に示すように，半導体レーザ１７の設
置面と半導体受光素子１６の設置面とに所定の角度を付
けなければならず．組立工程を複雑にするという問題が
ある， また、複雑な組立工程を行うため、半導体レーザ１７と
受光索子１６との間に所定の間隙を保たねばならず、半
導体レーザ１７の後出射部１７ａからの出射光が半導体
受光素子１６に到達するまでに光ビームが広がってしま
うため、半導体受光素子１６の前出射部１．７ｂの出射
光Ｄの出力に対する光電変換効率は低いものとなり、充
分なモニタ電流を得るためには半導体受光素子１６のチ
ップサイズを大きくしなくてはならず、コストアップと
なるという問題もある。
１６の表面を照射する入射光Ａを電流に変換して検知す
るのであるから、半導体レーザ１７の後出射部１７ａか
らの出射光を半導体レーザエ７に影響がないように受光
するには、第５図に示すように，半導体レーザ１７の設
置面と半導体受光素子１６の設置面とに所定の角度を付
けなければならず．組立工程を複雑にするという問題が
ある， また、複雑な組立工程を行うため、半導体レーザ１７と
受光索子１６との間に所定の間隙を保たねばならず、半
導体レーザ１７の後出射部１７ａからの出射光が半導体
受光素子１６に到達するまでに光ビームが広がってしま
うため、半導体受光素子１６の前出射部１．７ｂの出射
光Ｄの出力に対する光電変換効率は低いものとなり、充
分なモニタ電流を得るためには半導体受光素子１６のチ
ップサイズを大きくしなくてはならず、コストアップと
なるという問題もある。
本発明の目的は、組立工程を簡略化し、かつコスト面で
も有利な半導体受光素子及びこの半導体受光素子を用い
た光半導体装置を提供することにある。
も有利な半導体受光素子及びこの半導体受光素子を用い
た光半導体装置を提供することにある。
（課題を解決するための手段）
上記の目的を達成するため、本発明は５半導体受光素子
として、少なくとも一側面の全面もしくは一部を傾斜さ
せて傾斜側面を形成し、この傾斜側面を光入射面とした
ことを特徴とし，また前記傾斜側面から入射した光の屈
折方向に受光部を形成したことを持徴とし、さらに、光
半導体装置として，前記半導体受光素子の傾斜面と、発
光素子の光出射部とを対向して配置したことを特徴とす
る。
として、少なくとも一側面の全面もしくは一部を傾斜さ
せて傾斜側面を形成し、この傾斜側面を光入射面とした
ことを特徴とし，また前記傾斜側面から入射した光の屈
折方向に受光部を形成したことを持徴とし、さらに、光
半導体装置として，前記半導体受光素子の傾斜面と、発
光素子の光出射部とを対向して配置したことを特徴とす
る。
（作 用）
上記の手段を採用したため、半導体受光素子には所定の
角度傾斜した傾斜側面が形威されているため，半導体受
光素子を設置する組立工程がＷｊｉ｝ｔになり，従って
、組立のためのスペースを狭くでき、発光素子と半導体
受光素子とを近接させて設置できるために、半導体受光
素子のサイズが小さくても受光できるのでコストダウン
が図れる。
角度傾斜した傾斜側面が形威されているため，半導体受
光素子を設置する組立工程がＷｊｉ｝ｔになり，従って
、組立のためのスペースを狭くでき、発光素子と半導体
受光素子とを近接させて設置できるために、半導体受光
素子のサイズが小さくても受光できるのでコストダウン
が図れる。
（実施例）
以下，本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第↓図は本発明の半導体受光素子の第１実施例を示す断
面図であって＋ ｌａはＮ型ＩｎＰ基板、ｌｂは受光部
である低不純物濃度のアンドープーＩｎＧａＡｓ受光層
、２は拡散領域、３．４は電極、５は絶縁膜マスク、６
は傾斜側面である、同図において、Ｎ型ＩｎＰ基板１ａ
の上に液相エピタキシャル或長により形成したアンドー
プ−Ｉ ｎ Ｇ ａ Ａ ｓ受光層１ｂを形威し、この
受光層１ｂに絶縁膜マスク（例えば窒化シリコン膜）５
をマスクとしてＺｎの拡散により高濃度の拡散領域２を
形成する。
面図であって＋ ｌａはＮ型ＩｎＰ基板、ｌｂは受光部
である低不純物濃度のアンドープーＩｎＧａＡｓ受光層
、２は拡散領域、３．４は電極、５は絶縁膜マスク、６
は傾斜側面である、同図において、Ｎ型ＩｎＰ基板１ａ
の上に液相エピタキシャル或長により形成したアンドー
プ−Ｉ ｎ Ｇ ａ Ａ ｓ受光層１ｂを形威し、この
受光層１ｂに絶縁膜マスク（例えば窒化シリコン膜）５
をマスクとしてＺｎの拡散により高濃度の拡散領域２を
形成する。
側面のうち少なくとも一面の全面もしくは一部には所定
の角度傾斜した傾斜側面６が設けられている。この傾斜
側面６は、例えば臭素メタノール溶液により順メサ面が
露出するようにエッチングすることで得られる。この場
合は、傾斜側面６の傾斜角度φ１は３５．３度とする。
の角度傾斜した傾斜側面６が設けられている。この傾斜
側面６は、例えば臭素メタノール溶液により順メサ面が
露出するようにエッチングすることで得られる。この場
合は、傾斜側面６の傾斜角度φ１は３５．３度とする。
このようにして形成された半導体受光素子は，素子面に
平行な方向からの入射光Ａを，矢印Ｂで示すように上方
に反射することになる。
平行な方向からの入射光Ａを，矢印Ｂで示すように上方
に反射することになる。
第２図は本発明の半導体受光素子の第２実施例を示す断
面図であって、第１図で説明した部材に対応する部材に
は同一符号を付した。
面図であって、第１図で説明した部材に対応する部材に
は同一符号を付した。
第２図の第２実施例は第１図の第工実施例の構或と上下
反対に構或したものであって、Ｎ型ＩｎＰ基板工ａの上
にＩｎＧａＡｓ受光層１ｂを成長させた後、選択拡散に
よりＺｎの拡散領域２を形成し、電極３，４を設けた後
，Ｎ型ＩｎＰ基板ｌａ側より順メサ面が露出するように
エッチングを行い、傾斜側面６を形成した。
反対に構或したものであって、Ｎ型ＩｎＰ基板工ａの上
にＩｎＧａＡｓ受光層１ｂを成長させた後、選択拡散に
よりＺｎの拡散領域２を形成し、電極３，４を設けた後
，Ｎ型ＩｎＰ基板ｌａ側より順メサ面が露出するように
エッチングを行い、傾斜側面６を形成した。
この場合、傾斜側面６への入射光Ａは、矢印ｒ３の方向
へ反射されるが、半導体受光素子の内部での光ＣはＩ
ｎ Ｇ ａ Ａ ｓ受光層１ｂの方向に屈折されるため
，受光層１ｂへの集光効率を高められる。
へ反射されるが、半導体受光素子の内部での光ＣはＩ
ｎ Ｇ ａ Ａ ｓ受光層１ｂの方向に屈折されるため
，受光層１ｂへの集光効率を高められる。
第３図は第２実施例の半導体受光素子を半導体レーザの
光出力モニタとして組込んだ光半導体装置を示す構或図
であって、７は半導体受光素子，８は発光素子である半
導体レーザ、９ａはヒートシンク、９ｂはシリコンサブ
マウントである。
光出力モニタとして組込んだ光半導体装置を示す構或図
であって、７は半導体受光素子，８は発光素子である半
導体レーザ、９ａはヒートシンク、９ｂはシリコンサブ
マウントである。
同図において、半導体レーザ８の後方出射光は、半導体
受光素子７に入射光Ａとして入射する際、傾斜側面６に
より上方に反射されることになり，反射光Ｂを半導体レ
ーザ８の方向に向けさせることがなく、反射光Ｂの影響
で半導体レーザ８の動作を不安定にすることが防げる。
受光素子７に入射光Ａとして入射する際、傾斜側面６に
より上方に反射されることになり，反射光Ｂを半導体レ
ーザ８の方向に向けさせることがなく、反射光Ｂの影響
で半導体レーザ８の動作を不安定にすることが防げる。
前記半導体受光素子７には、上記のように所定の傾斜角
度の傾斜側面６が形成されているため、従来装置と比べ
ると、半導体レーザ８の出射面に対して傾斜するように
半導体受光素子７を設置する複雑な工程が必要でなくな
り，また設置作業のためのスペースが少なくなって、具
体的には，半導体受光素子７と半導体レーザ８とを数十
一程度まだ近づけられ、数鵬の間隔を必要とした従来装
置と比べて、入射光Ａを効率よく半導体受光素子７に照
射させることができた。
度の傾斜側面６が形成されているため、従来装置と比べ
ると、半導体レーザ８の出射面に対して傾斜するように
半導体受光素子７を設置する複雑な工程が必要でなくな
り，また設置作業のためのスペースが少なくなって、具
体的には，半導体受光素子７と半導体レーザ８とを数十
一程度まだ近づけられ、数鵬の間隔を必要とした従来装
置と比べて、入射光Ａを効率よく半導体受光素子７に照
射させることができた。
なお，半導体受光素子７において、第１実施例では、Ｉ
ｎＧａＡｓ／ＩｎＰのＰＩＮフォトダイオードを例とし
たが、Ｇ ａ Ａ ４ Ａ ｓ ， Ｇ ａ Ａ ｓ
， Ｓ ｊなどその他の材料が使用でき、また第２実施
例では、基板１ａの禁止帯幅が受光層１ｂよりも大きい
材料の組合せであれば使用できる。
ｎＧａＡｓ／ＩｎＰのＰＩＮフォトダイオードを例とし
たが、Ｇ ａ Ａ ４ Ａ ｓ ， Ｇ ａ Ａ ｓ
， Ｓ ｊなどその他の材料が使用でき、また第２実施
例では、基板１ａの禁止帯幅が受光層１ｂよりも大きい
材料の組合せであれば使用できる。
さらに上記の実施例では，発光素子として半導体レーザ
を用いたが，端面より主たる発光を行う発光素子であれ
ば、同様の効果が得られる。
を用いたが，端面より主たる発光を行う発光素子であれ
ば、同様の効果が得られる。
（発明の効果）
本発明によれば、光入射面を傾斜側面とすることにより
、光入射面を発光素子に対して傾斜させて設置する半導
体受光素子の設置のための工程が不要で、組立工程を簡
嘆化でき、しかもコスト的に有利な半導体受光素子が用
いられるなど、実用上の効果が大きい半導体受光素子及
びこの半導体受光素子を用いた光半導体装置を提０（で
きる。
、光入射面を発光素子に対して傾斜させて設置する半導
体受光素子の設置のための工程が不要で、組立工程を簡
嘆化でき、しかもコスト的に有利な半導体受光素子が用
いられるなど、実用上の効果が大きい半導体受光素子及
びこの半導体受光素子を用いた光半導体装置を提０（で
きる。
第１図は本発明の半導体受光素子の第１実施例を示す断
面図、第２図は本発明の半導体受光素子の第２実施例を
示す断面図、第３図は本発明の光半導体装置を示す構或
図、第４図は従来の半導体受光素子を示す断面図、第５
図は従来の光半導体装置を示す構或図である。 １ａ・・・Ｎ型ＩｎＰ基板、 １ｂ・・・受光層，２・
・・拡散領域、 ３，４ ・・・電極、 ５・・・絶縁
マスク、 ６・・・傾斜側面、 ７・・・半導体受光素
子， ８・・・発光素子，９ａ・・・ヒートシンク、
９ｂ・・・シリコンサブマウント。
面図、第２図は本発明の半導体受光素子の第２実施例を
示す断面図、第３図は本発明の光半導体装置を示す構或
図、第４図は従来の半導体受光素子を示す断面図、第５
図は従来の光半導体装置を示す構或図である。 １ａ・・・Ｎ型ＩｎＰ基板、 １ｂ・・・受光層，２・
・・拡散領域、 ３，４ ・・・電極、 ５・・・絶縁
マスク、 ６・・・傾斜側面、 ７・・・半導体受光素
子， ８・・・発光素子，９ａ・・・ヒートシンク、
９ｂ・・・シリコンサブマウント。
Claims (3)
- （１）少なくとも一側面の全面もしくは一部を所定の角
度傾斜させて傾斜側面を形成し、この傾斜側面を光入射
面としたことを特徴とする半導体受光素子。 - （２）前記傾斜側面から入射した光の屈折方向に受光部
を形成したことを特徴とする請求項（１）記載の半導体
受光素子。 - （３）請求項（１）又は（２）記載の半導体受光素子の
傾斜側面と、発光素子の光出射部とを対向して配置した
ことを特徴とする光半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24168589A JP2710070B2 (ja) | 1989-09-20 | 1989-09-20 | 半導体受光素子及びこの半導体受光素子を用いた光半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24168589A JP2710070B2 (ja) | 1989-09-20 | 1989-09-20 | 半導体受光素子及びこの半導体受光素子を用いた光半導体装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03105985A true JPH03105985A (ja) | 1991-05-02 |
| JP2710070B2 JP2710070B2 (ja) | 1998-02-10 |
Family
ID=17077995
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24168589A Expired - Fee Related JP2710070B2 (ja) | 1989-09-20 | 1989-09-20 | 半導体受光素子及びこの半導体受光素子を用いた光半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2710070B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05152599A (ja) * | 1991-11-29 | 1993-06-18 | Nec Corp | 半導体受光素子 |
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