JPH05243600A - 半導体受光素子 - Google Patents
半導体受光素子Info
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- JPH05243600A JPH05243600A JP4042510A JP4251092A JPH05243600A JP H05243600 A JPH05243600 A JP H05243600A JP 4042510 A JP4042510 A JP 4042510A JP 4251092 A JP4251092 A JP 4251092A JP H05243600 A JPH05243600 A JP H05243600A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】本発明は受光領域の実効面積を減少させること
のなくかつ容易に配置することのできる半導体受光素子
を提供することを目的とする。 【構成】Ｓｎド−プＩｎＰ基板１の表面上に、ＩｎＰバ
ッファ−層２、ＩｎＧａＡｓ光吸収層３、ＩｎＧａＡｓ
Ｐアンチメルトバック層４、ＩｎＰウィンド−層５を順
次積層し、ｐ型領域７はＺｎを拡散し形成する。入射光
を受光する受光領域１０はＳｎド−プＩｎＰ基板１の裏
面をエッチングし、多数の高次な結晶傾斜面とする。受
光領域１０上に反射防止膜１１形成する。
のなくかつ容易に配置することのできる半導体受光素子
を提供することを目的とする。 【構成】Ｓｎド−プＩｎＰ基板１の表面上に、ＩｎＰバ
ッファ−層２、ＩｎＧａＡｓ光吸収層３、ＩｎＧａＡｓ
Ｐアンチメルトバック層４、ＩｎＰウィンド−層５を順
次積層し、ｐ型領域７はＺｎを拡散し形成する。入射光
を受光する受光領域１０はＳｎド−プＩｎＰ基板１の裏
面をエッチングし、多数の高次な結晶傾斜面とする。受
光領域１０上に反射防止膜１１形成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光半導体装置に関し、特
に戻り光防止機構を有する半導体受光素子に関する。
に戻り光防止機構を有する半導体受光素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、例えばＩｎＰ半導体結晶を用いた
光デバイスが数多く開発されており、その中で受光素子
は入射光を電流に変換する機能を有している。受光素子
では光吸収層表面での表面再結合による短波長側での量
子効率の防止を防ぐため、ＩｎＰ基板側から入射光を導
く裏面入射型受光素子がある。図４に従来の裏面入射型
受光素子の製造工程を示す。
光デバイスが数多く開発されており、その中で受光素子
は入射光を電流に変換する機能を有している。受光素子
では光吸収層表面での表面再結合による短波長側での量
子効率の防止を防ぐため、ＩｎＰ基板側から入射光を導
く裏面入射型受光素子がある。図４に従来の裏面入射型
受光素子の製造工程を示す。
【０００３】先ず、Ｓｎド−プＩｎＰ基板２１の面方位
（１００）面上に液相結晶成長法でＩｎＰバッファ−層
２２、ＩｎＧａＡｓ光吸収層２３、ＩｎＧａＡｓＰアン
チメルトバック層２４、ＩｎＰウィンド−層２５を順次
積層する（図４（ａ））。
（１００）面上に液相結晶成長法でＩｎＰバッファ−層
２２、ＩｎＧａＡｓ光吸収層２３、ＩｎＧａＡｓＰアン
チメルトバック層２４、ＩｎＰウィンド−層２５を順次
積層する（図４（ａ））。
【０００４】ＩｎＰウィンド−層２５上に選択拡散用マ
スク２６を形成した後、封管拡散法でＺｎをＩｎＧａＡ
ｓ光吸収層２３に達するように拡散させ、ｐ型領域２７
を形成する。ｐ型領域２７が形成されたＩｎＰウィンド
−層２５の領域上にｐ側電極２８を電子ビ−ム蒸着法に
より形成する（図４（ｂ））。
スク２６を形成した後、封管拡散法でＺｎをＩｎＧａＡ
ｓ光吸収層２３に達するように拡散させ、ｐ型領域２７
を形成する。ｐ型領域２７が形成されたＩｎＰウィンド
−層２５の領域上にｐ側電極２８を電子ビ−ム蒸着法に
より形成する（図４（ｂ））。
【０００５】次に、ｐ型領域２７と対向しＳｎド−プＩ
ｎＰ基板２１の裏面上に、プラズマＣＶＤ装置で反射防
止膜２９を形成し受光領域とする。その後、反射防止膜
２９の形成領域外にｎ側電極３０を抵抗加熱法、電子ビ
−ム蒸着法によって蒸着し、合金炉で電極金属を合金化
する（図４（ｃ））。
ｎＰ基板２１の裏面上に、プラズマＣＶＤ装置で反射防
止膜２９を形成し受光領域とする。その後、反射防止膜
２９の形成領域外にｎ側電極３０を抵抗加熱法、電子ビ
−ム蒸着法によって蒸着し、合金炉で電極金属を合金化
する（図４（ｃ））。
【０００６】ここで、反射防止膜２９は入射光が受光素
子裏面で反射し、反射光が発光素子に戻り、発光素子の
光特性及び電気的特性を劣化させるのを防止するために
施されているものである。しかし、反射防止膜２９は入
射光の中心波長に対して１／４波長膜で形成されている
ため、中心波長より波長が離れるに従って反射率は高く
なる。
子裏面で反射し、反射光が発光素子に戻り、発光素子の
光特性及び電気的特性を劣化させるのを防止するために
施されているものである。しかし、反射防止膜２９は入
射光の中心波長に対して１／４波長膜で形成されている
ため、中心波長より波長が離れるに従って反射率は高く
なる。
【０００７】そこで、図５に示す様に、受光素子３１を
入射光３７に対して傾けて配置し、反射光が発光素子に
戻らないようにされている。傾斜部３２を有する部材３
３の傾斜主平面３４が水平になるように搭載装置の固定
治具（図示せず）に設置し、水平になった傾斜部主平面
３４に受光素子３１を搭載する。受光素子３１とリ−ド
ピン３５間に金属製のワイヤ−３６を配線する。この場
合、固定治具が有する角度は通常固定されており、異な
る傾斜角を要する毎に、固定治具を交換する必要があ
る。また、リ−ドピン３５の配線領域と受光素子３１の
配線領域は傾斜角度を有しており、傾斜面への配線はワ
イヤ−３６の強度を低下させる。
入射光３７に対して傾けて配置し、反射光が発光素子に
戻らないようにされている。傾斜部３２を有する部材３
３の傾斜主平面３４が水平になるように搭載装置の固定
治具（図示せず）に設置し、水平になった傾斜部主平面
３４に受光素子３１を搭載する。受光素子３１とリ−ド
ピン３５間に金属製のワイヤ−３６を配線する。この場
合、固定治具が有する角度は通常固定されており、異な
る傾斜角を要する毎に、固定治具を交換する必要があ
る。また、リ−ドピン３５の配線領域と受光素子３１の
配線領域は傾斜角度を有しており、傾斜面への配線はワ
イヤ−３６の強度を低下させる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】戻り光低減のため受光
素子が入射光に対して傾けて配置してあるため、傾斜角
度が大きくなると共に受光領域の実効面積は減少し、光
電流もそれに従って減少する。受光領域の実効面積の減
少は発光素子、光ファイバとの光学的結合を困難にし、
また、光電流の減少はＳ／Ｎ比、最小受信光出力特性の
低下を生じるという問題がある。また、受光素子を傾け
て配置するためには、傾斜部を有する部材の傾斜主平面
が水平になるような特殊な固定治具が必要であるため、
配置が複雑であり、手間がかかる。さらに、リ−ドピン
と受光素子との配線の強度を低下させるという問題があ
る。それ故に、本発明は受光領域の実効面積を減少させ
ることのなくかつ容易に配置することのできる半導体受
光素子を提供することを目的とする。
素子が入射光に対して傾けて配置してあるため、傾斜角
度が大きくなると共に受光領域の実効面積は減少し、光
電流もそれに従って減少する。受光領域の実効面積の減
少は発光素子、光ファイバとの光学的結合を困難にし、
また、光電流の減少はＳ／Ｎ比、最小受信光出力特性の
低下を生じるという問題がある。また、受光素子を傾け
て配置するためには、傾斜部を有する部材の傾斜主平面
が水平になるような特殊な固定治具が必要であるため、
配置が複雑であり、手間がかかる。さらに、リ−ドピン
と受光素子との配線の強度を低下させるという問題があ
る。それ故に、本発明は受光領域の実効面積を減少させ
ることのなくかつ容易に配置することのできる半導体受
光素子を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、表面が低次の
結晶面からなり、かつ裏面が多数の高次結晶面からなる
凹凸面で形成される受光領域を有する一導電型の基板
と、該表面上にＰＮ接合となる半導体層により構成され
る半導体受光素子である。ここで、上記一導電型の基板
は、例えばＳｎがド−プされたＩｎＰ結晶基板である。
この時、表面は低次の（１００）面からなるＳｎド−プ
ＩｎＰ結晶面であり、裏面はＳｎド−プＩｎＰ結晶面が
エッチングされ形成された高次結晶面である。
結晶面からなり、かつ裏面が多数の高次結晶面からなる
凹凸面で形成される受光領域を有する一導電型の基板
と、該表面上にＰＮ接合となる半導体層により構成され
る半導体受光素子である。ここで、上記一導電型の基板
は、例えばＳｎがド−プされたＩｎＰ結晶基板である。
この時、表面は低次の（１００）面からなるＳｎド−プ
ＩｎＰ結晶面であり、裏面はＳｎド−プＩｎＰ結晶面が
エッチングされ形成された高次結晶面である。
【００１０】
【作用】上述の構成により、受光領域が多数の高次結晶
面からなる凹凸面で形成されるため、受光領域に入射さ
れる入射光を発光源である発光素子に対して、受光領域
つまり半導体受光素子を垂直に配置した際にも、反射光
は発光素子に戻ることがない。従って、発光素子に対し
て傾斜角を有するように受光素子を配置する必要がない
ため、受光素子の実効面積の減少させることがない。
面からなる凹凸面で形成されるため、受光領域に入射さ
れる入射光を発光源である発光素子に対して、受光領域
つまり半導体受光素子を垂直に配置した際にも、反射光
は発光素子に戻ることがない。従って、発光素子に対し
て傾斜角を有するように受光素子を配置する必要がない
ため、受光素子の実効面積の減少させることがない。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図１において、Ｓｎド−プＩｎＰ基板１の
低次な（１００）面を有する表面上に、液相結晶成長法
でＩｎＰバッファ−層２、ＩｎＧａＡｓ光吸収層３、Ｉ
ｎＧａＡｓＰアンチメルトバック層４、ＩｎＰウィンド
−層５を順次積層する（図１（ａ））。ＩｎＰウィンド
−層５上に選択拡散用マスク６を形成した後、封管拡散
法でＺｎをＩｎＧａＡｓ光吸収層３に達するように拡散
し、ｐ型領域７を形成する（図１（ｂ））。ｐ型領域７
が形成されたＩｎＰウィンド−層５の領域上にｐ側電極
８を電子ビ−ム蒸着法により形成する。Ｓｎド−プＩｎ
Ｐ基板１の裏面にプラズマＣＶＤ法により、ｐ型領域７
に対向しかつ入射光を受光する受光領域が露出するよう
に誘電体薄膜９を形成する（図１（ｃ））。
て説明する。図１において、Ｓｎド−プＩｎＰ基板１の
低次な（１００）面を有する表面上に、液相結晶成長法
でＩｎＰバッファ−層２、ＩｎＧａＡｓ光吸収層３、Ｉ
ｎＧａＡｓＰアンチメルトバック層４、ＩｎＰウィンド
−層５を順次積層する（図１（ａ））。ＩｎＰウィンド
−層５上に選択拡散用マスク６を形成した後、封管拡散
法でＺｎをＩｎＧａＡｓ光吸収層３に達するように拡散
し、ｐ型領域７を形成する（図１（ｂ））。ｐ型領域７
が形成されたＩｎＰウィンド−層５の領域上にｐ側電極
８を電子ビ−ム蒸着法により形成する。Ｓｎド−プＩｎ
Ｐ基板１の裏面にプラズマＣＶＤ法により、ｐ型領域７
に対向しかつ入射光を受光する受光領域が露出するよう
に誘電体薄膜９を形成する（図１（ｃ））。
【００１２】次に、Ｓｎド−プＩｎＰ基板１の裏面をエ
ッチングし、多数の高次な結晶傾斜面を有する受光領域
１０を形成する（図１（ｄ））。ここで、エッチングは
一例として図２に示すようになされている。スタ−ラ−
１３上のシャ−レ１４の中央に、エッチング溶液を回転
させるための回転子１５が設置されている。回転子１５
の周囲には耐酸性のホルダ−１６等に張り付けたＳｎド
−プＩｎＰ基板１を設置する。次に、シャ−レ１４に例
えば塩酸系のエッチング液を入れ、回転子１５によりエ
ッチング液を１０００ｒｐｍで１０分間回転させ、受光
領域１０に連続した高次の結晶傾斜面からなる凹凸面が
形成される。
ッチングし、多数の高次な結晶傾斜面を有する受光領域
１０を形成する（図１（ｄ））。ここで、エッチングは
一例として図２に示すようになされている。スタ−ラ−
１３上のシャ−レ１４の中央に、エッチング溶液を回転
させるための回転子１５が設置されている。回転子１５
の周囲には耐酸性のホルダ−１６等に張り付けたＳｎド
−プＩｎＰ基板１を設置する。次に、シャ−レ１４に例
えば塩酸系のエッチング液を入れ、回転子１５によりエ
ッチング液を１０００ｒｐｍで１０分間回転させ、受光
領域１０に連続した高次の結晶傾斜面からなる凹凸面が
形成される。
【００１３】ＩｎＰ結晶に異原子をド−ピングした場
合、ド−パントの種類により、Ｉｎ，Ｐのどちらの原子
と置き変わるかが異なる。Ｓｎド−プＩｎＰ基板１の場
合は、ＳｎがＩｎの位置に置き変わっている。ＩｎＰ結
晶中のド−パントの位置の違いとエッチング液の種類に
よりエッチング速度の面方位依存性が異なる。従って、
Ｓｎド−プＩｎＰ基板１裏面の低次の（１００）面をエ
ッチングした場合、エッチング速度の遅いＩｎとＳｎで
構成される、図３に示すような多数の高次な結晶傾斜面
が形成される。
合、ド−パントの種類により、Ｉｎ，Ｐのどちらの原子
と置き変わるかが異なる。Ｓｎド−プＩｎＰ基板１の場
合は、ＳｎがＩｎの位置に置き変わっている。ＩｎＰ結
晶中のド−パントの位置の違いとエッチング液の種類に
よりエッチング速度の面方位依存性が異なる。従って、
Ｓｎド−プＩｎＰ基板１裏面の低次の（１００）面をエ
ッチングした場合、エッチング速度の遅いＩｎとＳｎで
構成される、図３に示すような多数の高次な結晶傾斜面
が形成される。
【００１４】その後、受光領域１０上に反射防止膜１１
をプラズマＣＶＤにより形成し、受光領域外にｎ型電極
１２を抵抗加熱法、電子ビ−ム蒸着法によって蒸着し、
合金炉で電極金属を合金化する（図１（ｆ））。
をプラズマＣＶＤにより形成し、受光領域外にｎ型電極
１２を抵抗加熱法、電子ビ−ム蒸着法によって蒸着し、
合金炉で電極金属を合金化する（図１（ｆ））。
【００１５】上述のように形成された受光素子の受光領
域１０の表面は（１００）面に対して角度を有する多数
の高次結晶傾斜面からなる凹凸面によって形成されてお
り、入射光に対して垂直に受光素子を配置することがで
きる。
域１０の表面は（１００）面に対して角度を有する多数
の高次結晶傾斜面からなる凹凸面によって形成されてお
り、入射光に対して垂直に受光素子を配置することがで
きる。
【００１６】また、他の実施例として、Ｚｎド−プＩｎ
Ｐ基板を用いた半導体受光素子にも適用できる。その際
には、ｎ型領域にはＳｎ、又はＳ，Ｓｉを拡散させて形
成する。受光領域は、Ｓｎド−プＩｎＰ基板の場合と同
様に、エッチングし形成される。Ｚｎド−プＩｎＰ基板
においても、ＩｎＰ結晶中にＺｎがド−ピングされてい
るためエッチング速度の面方位依存性が異なり、多数の
高次な結晶傾斜面からなる凹凸面が形成されるのはいう
までもない。
Ｐ基板を用いた半導体受光素子にも適用できる。その際
には、ｎ型領域にはＳｎ、又はＳ，Ｓｉを拡散させて形
成する。受光領域は、Ｓｎド−プＩｎＰ基板の場合と同
様に、エッチングし形成される。Ｚｎド−プＩｎＰ基板
においても、ＩｎＰ結晶中にＺｎがド−ピングされてい
るためエッチング速度の面方位依存性が異なり、多数の
高次な結晶傾斜面からなる凹凸面が形成されるのはいう
までもない。
【００１７】
【発明の効果】本発明によれば、裏面入射型受光素子の
受光領域に、ＩｎＰ基板主平面に対して連続した高次の
結晶傾斜面からなる凹凸面が形成されている。従って、
受光素子を入射光に対して傾けて配置する必要がなく受
光領域の実効面積の減少が無くなる。また、特殊な固定
治具を用いなくとも受光素子が容易に配置でき、受光素
子の配線領域の主平面がリ−ドピンの配線領域の主平面
と平行になるため、金属製ワイヤ−の配線強度の低下を
防止できる。
受光領域に、ＩｎＰ基板主平面に対して連続した高次の
結晶傾斜面からなる凹凸面が形成されている。従って、
受光素子を入射光に対して傾けて配置する必要がなく受
光領域の実効面積の減少が無くなる。また、特殊な固定
治具を用いなくとも受光素子が容易に配置でき、受光素
子の配線領域の主平面がリ−ドピンの配線領域の主平面
と平行になるため、金属製ワイヤ−の配線強度の低下を
防止できる。
【図１】本発明の半導体受光素子の製造工程の一実施例
を示す断面図である。
を示す断面図である。
【図２】本発明の半導体受光素子の受光領域を形成する
エッチング工程の一実施例を示す概略図である。
エッチング工程の一実施例を示す概略図である。
【図３】本発明により形成された受光領域の結晶傾斜面
を示す斜視図（ａ）及び断面図（ｂ）である。
を示す斜視図（ａ）及び断面図（ｂ）である。
【図４】従来の半導体受光素子の製造工程の一実施例を
示す断面図である。
示す断面図である。
【図５】従来の半導体受光素子の配置方法を示す概略図
である。
である。
１…Ｓｎド−プＩｎＰ基板、２…ＩｎＰバッファ−層、
３…ＩｎＧａＡｓ光吸収層、４…ＩｎＧａＡｓＰアンチ
メルトバック層、５…ＩｎＰウィンド−層、６…選択拡
散用マスク、７…ｐ型領域、８…ｐ側電極、９…誘電体
薄膜、１０…受光領域、１１…反射防止膜、１２…ｎ型
電極。
３…ＩｎＧａＡｓ光吸収層、４…ＩｎＧａＡｓＰアンチ
メルトバック層、５…ＩｎＰウィンド−層、６…選択拡
散用マスク、７…ｐ型領域、８…ｐ側電極、９…誘電体
薄膜、１０…受光領域、１１…反射防止膜、１２…ｎ型
電極。
Claims (4)
- 【請求項１】 半導体基板と、該半導体基板の表面上に
あってＰＮ接合を有する半導体層からなる光検知部とか
らなる半導体受光素子において、上記半導体基板の裏面
が凹凸面を有することを特徴とする半導体受光素子。 - 【請求項２】 上記裏面が多数の高次結晶面からなる凹
凸面であることを特徴とする請求項１記載の半導体受光
素子。 - 【請求項３】 上記半導体基板がＳｎを有するＩｎＰ結
晶であることを特徴とする請求項１記載の半導体受光素
子。 - 【請求項４】 上記半導体基板がＺｎを有するＩｎＰ結
晶であることを特徴とする請求項１記載の半導体受光素
子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4042510A JPH05243600A (ja) | 1992-02-28 | 1992-02-28 | 半導体受光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4042510A JPH05243600A (ja) | 1992-02-28 | 1992-02-28 | 半導体受光素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05243600A true JPH05243600A (ja) | 1993-09-21 |
Family
ID=12638067
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4042510A Pending JPH05243600A (ja) | 1992-02-28 | 1992-02-28 | 半導体受光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05243600A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010226071A (ja) * | 2009-02-24 | 2010-10-07 | Hamamatsu Photonics Kk | 半導体光検出素子 |
| JP2010226072A (ja) * | 2009-02-24 | 2010-10-07 | Hamamatsu Photonics Kk | 半導体光検出素子 |
| JP2011215073A (ja) * | 2010-04-01 | 2011-10-27 | Hamamatsu Photonics Kk | 距離センサ及び距離画像センサ |
| US20130001651A1 (en) * | 2010-04-14 | 2013-01-03 | Hamamatsu Photonics K.K. | Semiconductor light detecting element |
| US8742528B2 (en) | 2009-02-24 | 2014-06-03 | Hamamatsu Photonics K.K. | Photodiode and photodiode array |
| US9190551B2 (en) | 2009-02-24 | 2015-11-17 | Hamamatsu Photonics K.K. | Photodiode and photodiode array |
| JP2016197733A (ja) * | 2009-09-17 | 2016-11-24 | サイオニクス、エルエルシー | 感光撮像素子および関連方法 |
| CN110168745A (zh) * | 2017-01-05 | 2019-08-23 | 松下电器产业株式会社 | 半导体继电器 |
-
1992
- 1992-02-28 JP JP4042510A patent/JPH05243600A/ja active Pending
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9190551B2 (en) | 2009-02-24 | 2015-11-17 | Hamamatsu Photonics K.K. | Photodiode and photodiode array |
| US8916945B2 (en) | 2009-02-24 | 2014-12-23 | Hamamatsu Photonics K.K. | Semiconductor light-detecting element |
| US9972729B2 (en) | 2009-02-24 | 2018-05-15 | Hamamatsu Photonics K.K. | Photodiode and photodiode array |
| US9614109B2 (en) | 2009-02-24 | 2017-04-04 | Hamamatsu Photonics K.K. | Photodiode and photodiode array |
| JP2010226071A (ja) * | 2009-02-24 | 2010-10-07 | Hamamatsu Photonics Kk | 半導体光検出素子 |
| US8742528B2 (en) | 2009-02-24 | 2014-06-03 | Hamamatsu Photonics K.K. | Photodiode and photodiode array |
| JP2010226072A (ja) * | 2009-02-24 | 2010-10-07 | Hamamatsu Photonics Kk | 半導体光検出素子 |
| US8994135B2 (en) | 2009-02-24 | 2015-03-31 | Hamamatsu Photonics K.K. | Photodiode and photodiode array |
| US8629485B2 (en) | 2009-02-24 | 2014-01-14 | Hamamatsu Photonics K.K. | Semiconductor photodetection element |
| US9419159B2 (en) | 2009-02-24 | 2016-08-16 | Hamamatsu Photonics K.K. | Semiconductor light-detecting element |
| JP2016197733A (ja) * | 2009-09-17 | 2016-11-24 | サイオニクス、エルエルシー | 感光撮像素子および関連方法 |
| JP2011215073A (ja) * | 2010-04-01 | 2011-10-27 | Hamamatsu Photonics Kk | 距離センサ及び距離画像センサ |
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