JPH0677516A - 半導体光検出器およびその製造方法 - Google Patents
半導体光検出器およびその製造方法Info
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- JPH0677516A JPH0677516A JP4246092A JP24609292A JPH0677516A JP H0677516 A JPH0677516 A JP H0677516A JP 4246092 A JP4246092 A JP 4246092A JP 24609292 A JP24609292 A JP 24609292A JP H0677516 A JPH0677516 A JP H0677516A
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Abstract
能な半導体光検出器を得る。 【構成】半導体基板101上に上部クラッド層104と
コア層103と下部クラッド層102とを有し、前記コ
ア層103の幅を前記上部クラッド層104の幅より狭
く形成する。また上記積層に選択成長による水平方向の
成長を利用する。
Description
有し、オーミック電極による寄生抵抗を低減した、高速
応答可能な半導体光検出器およびその製造方法に関する
ものである。
光波長が1.55μmの場合を例にとると、図3に示す
ように低キャリア濃度の光吸収層であるコア層303
(図3の場合はノンドープInGaAs)の上下に、p型
導電層である上部クラッド層304とn型導電層である
下部クラッド層302とをそれぞれ配置して形成されて
いる(櫛原勝利他「直列抵抗を低減した高速GaInAs
/InP PINフォトダイオード」1991年春季応
用物理学会学術講演会予稿集、953頁、28p−F−
1)。上記半導体光検出器においては、p型導電層30
4とn型導電層302との間に、逆バイアス電圧を印加
してノンドープの光吸収層303内に空乏層を形成し、
この空乏層にかかる高電界を利用して、半導体光検出器
の上面あるいは裏面より上記光吸収層303に入射した
信号光を光電変換するものである。
は、CR時定数と光励起キャリアの走行時間とで決定さ
れる。光励起キャリアの走行時間を小さくするために
は、光吸収層であるコア層303を薄くする必要がある
が、上記コア層303を薄くすることによる静電容量C
の増加を抑えるために、上記コア層303の面積を小さ
くしなければならない。
示すように上部p型クラッド層304の上面の一部に
は、p型オーミック電極307を形成する必要があるた
め、従来のようなほぼ垂直な側面をもつ半導体光検出器
においては、コア層303の面積を小さくした場合に上
記p型オーミック電極307の面積も必然的に小さくな
り、その結果、オーミック抵抗Rが増加してCR時定数
が増大し、結局は高速応答できないという問題があっ
た。
し、高速応答が可能な半導体光検出器を得ることを目的
とする。
上に設けられた、上部クラッド層とコア層と下部クラッ
ド層との少なくとも3つの層を有する半導体光検出器に
おいて、前記コア層の幅が、上部クラッド層の幅よりも
狭く形成されていることにより達成される。
ッド層とからなる少なくとも3つの層を有する半導体光
検出器において、前記上部クラッド層の幅を前記コア層
の幅よりも広くして逆メサ状に形成したことにより、前
記上部クラッド層の上面に設けるオーミック電極との接
触面積を増大し、そのために低容量でかつ低抵抗な半導
体光検出器の構造を得るようにしたものであり、従来の
それぞれほぼ等しい幅をもつ上部クラッド層とコア層と
で構成した半導体光検出器に比べて、CR時定数を小さ
く設計することができ、その結果として高速応答が可能
な半導体光検出器を実現することができる。
記3つの層を積層した光検出器層上にストライプ状のエ
ッチングマスクを形成し、上方からの照射イオンビーム
を、前記ストライプに垂直な面内で積層方向に対し傾け
て照射する。または、光検出器層を成長する部分のみを
窓あけしたマスクを半導体基板上に形成し、前記窓あけ
部分に対して選択成長における水平方向の成長を利用
し、半導体層の積層を行い、上部クラッド層の面積をコ
ア層の面積に対して増大させる。
る。図1は本発明による半導体光検出器の一実施例を示
す外観図、図2は本発明による半導体光検出器の他の実
施例における各製造工程を示す図、図3は従来の半導体
光検出器を示す模式図である。
光検出器の実施例を示す図1において、101は半絶縁
性InP基板、102はn型InP下部導電層である下部
クラッド層、103はノンドープInGaAs光吸収層で
あるコア層、104はp型InP上部導電層である上部
クラッド層、105は選択成長マスク、106はn型オ
ーミック電極、107はp型オーミック電極である。前
記n型InP下部導電層102はInP基板101ととも
に下部クラッド層とし、ノンドープInGaAs光吸収層
103はコア層として、またp型InP上部導電層10
4は上部クラッド層として、光導波路を形成し機能して
いるが、半導体光検出器としてみれば、低キャリア濃度
の前記ノンドープInGaAs光吸収層103を光電変換
層とするpinホトダイオードの構成になっている。そ
して、前記ノンドープInGaAs光吸収層であるコア層
103の幅は、上部クラッド層104の幅よりも狭く形
成されているため、前記上部クラッド層104の上面に
設けるp型オーミック電極107が上部クラッド層10
4に接触する幅は、前記コア層103の幅に対して十分
に広くとることができる。したがって、低容量で低抵抗
の半導体光検出器を得ることができる。
型InP導電層とし下部クラッド層102をn型InP導
電層で形成しているが、これらの導電型は逆であっても
よい。また、上部クラッド層104の上面面積が前記コ
ア層103または下部クラッド層102の面積の2倍以
上に形成されている場合にはオーミック電極に基づく抵
抗を約1/2にまで減少することができ、さらに高速応
答が可能になる。
コア層の面積より大きく形成する半導体光検出器の製作
方法は、特願平4−183490号に記載されている
が、前記コア層に対する前記上部クラッド層の上面面積
を、さらに広く形成するためにはつぎの工程に従って製
作する。すなわち、図2(a)に示すように、半絶縁性
InP基板101上に、厚さ0.5μmのn型InP下部
クラッド層102をエピタキシャル成長する。つぎに、
図2(b)に示すように、前記n型InP下部クラッド
層102上の全面にSiO2膜105を形成する。その
後、前記SiO2膜105の一部をエッチングして図2
(c)に示すように選択成長領域を露出させ、図2
(d)に示すように、厚さ0.3μmのノンドープIn
GaAs光吸収層であるコア層103と、厚さ1μmのp
型InP上部クラッド層104とを順次エピタキシャル
成長する。つぎに図2(e)に示すように、前記選択成
長領域外のSiO2膜105の一部分をエッチングし
て、それにn型オーミック電極106を形成し、さらに
p型上部クラッド層104の上面の一部にp型オーミッ
ク電極107を形成すれば面入射型光検出器が実現す
る。
成されるエピタキシャル層では、上面からの成長だけで
なく側面からの成長も促進されるため、上部に配置され
ている層ほど大きな面積をもつことになる。その結果、
コア層103の2倍以上の面積をもつ上部クラッド層1
04を形成することができる。実際に本発明を用いて製
作した半導体光検出器においては、5μm四方の選択成
長領域に対してコア層103は6μm四方となり、上部
クラッド層104は9μm四方になった。そして、上部
クラッド層104の上面の周囲に幅3μmのp型オーミ
ック電極を形成した結果、従来構造の半導体光検出器に
比べて容量は同程度でも、オーミック抵抗は約1/2に
減少し、応答速度は30GHzと従来の約2倍の性能を
実現することが可能になった。
板と格子整合する材料を用いた例を示したが、これらの
一部または全部をInPと格子整合しない材料としても
同様の効果が期待できる。また、信号光波長が1.55
μmの場合について例示したが、材料を適当に選ぶこと
により波長1.55μm以外の信号光に対しても、本実
施例と同様の効果がある半導体導波路型光検出器を実現
することができる。さらに、本構造を半導体レーザある
いは半導体光変調器などの他の光素子に適用することも
可能である。
器およびその製造方法は、半導体基板上に設けられた、
上部クラッド層とコア層と下部クラッド層との少なくと
も3つの層を有する半導体光検出器において、前記コア
層の幅が、上部クラッド層の幅よりも狭く形成されてい
ることにより、低容量でかつ低抵抗な半導体光検出器が
実現でき、さらに製造に際して、選択成長における水平
方向の成長を利用することにより、半導体光検出器層全
体の面積を小さくしても、上部電極と上部クラッド層と
の接触面積を大きくすることができ、その結果、オーミ
ック抵抗が従来の1/2程度に低く、約2倍の高速応答
が可能な半導体光検出器を得ることができる。
外観図である。
(a)から(e)はそれぞれ製造工程を示す図である。
Claims (3)
- 【請求項1】半導体基板上に設けられた、上部クラッド
層とコア層と下部クラッド層との少なくとも3つの層を
有する半導体光検出器において、前記コア層の幅が、上
部クラッド層の幅よりも狭く形成されていることを特徴
とする半導体光検出器。 - 【請求項2】半導体基板上に設けられた、上部クラッド
層とコア層と下部クラッド層との少なくとも3つの層を
有する半導体光検出器の製造方法において、前記3つの
層を積層する工程と、前記光検出器層上にストライプ状
のエッチングマスクを形成する工程と、前記エッチング
マスクの上方よりイオンビームを照射し、照射中または
照射中断の間に、前記イオンビームの照射方向をストラ
イプに垂直な面内で、前記積層方向に対し傾ける工程と
を、含むことを特徴とする半導体光検出器の製造方法。 - 【請求項3】半導体基板上に設けられた、上部クラッド
層とコア層と下部クラッド層との少なくとも3つの層を
有する半導体光検出器の製造方法において、前記半導体
基板上に、前記光検出器層を成長する部分のみが窓あけ
された選択成長マスクを形成する工程と、前記窓あけ部
分に前記光検出器の構成要素となる、上部クラッド層、
コア層、下部クラッド層の少なくとも3つの層を積層す
る工程とを、含むことを特徴とする半導体光検出器の製
造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4246092A JP2742358B2 (ja) | 1992-07-10 | 1992-09-16 | 半導体光検出器およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18349092 | 1992-07-10 | ||
JP4-183490 | 1992-07-10 | ||
JP4246092A JP2742358B2 (ja) | 1992-07-10 | 1992-09-16 | 半導体光検出器およびその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0677516A true JPH0677516A (ja) | 1994-03-18 |
JP2742358B2 JP2742358B2 (ja) | 1998-04-22 |
Family
ID=26501906
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4246092A Expired - Lifetime JP2742358B2 (ja) | 1992-07-10 | 1992-09-16 | 半導体光検出器およびその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2742358B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015162576A (ja) * | 2014-02-27 | 2015-09-07 | 住友電気工業株式会社 | 半導体光集積素子、半導体光集積素子を作製する方法 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5539645A (en) * | 1978-09-12 | 1980-03-19 | Nec Corp | Dry taper etching |
JPH02228079A (ja) * | 1989-02-28 | 1990-09-11 | Hikari Keisoku Gijutsu Kaihatsu Kk | Pinフォトダイオード |
JPH03171678A (ja) * | 1989-11-29 | 1991-07-25 | Hikari Keisoku Gijutsu Kaihatsu Kk | 半導体装置の電極形成方法 |
-
1992
- 1992-09-16 JP JP4246092A patent/JP2742358B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS5539645A (en) * | 1978-09-12 | 1980-03-19 | Nec Corp | Dry taper etching |
JPH02228079A (ja) * | 1989-02-28 | 1990-09-11 | Hikari Keisoku Gijutsu Kaihatsu Kk | Pinフォトダイオード |
JPH03171678A (ja) * | 1989-11-29 | 1991-07-25 | Hikari Keisoku Gijutsu Kaihatsu Kk | 半導体装置の電極形成方法 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015162576A (ja) * | 2014-02-27 | 2015-09-07 | 住友電気工業株式会社 | 半導体光集積素子、半導体光集積素子を作製する方法 |
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---|---|
JP2742358B2 (ja) | 1998-04-22 |
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