JPH10107310A - 導波路型フォトダイオードアレイ - Google Patents
導波路型フォトダイオードアレイInfo
- Publication number
- JPH10107310A JPH10107310A JP8254853A JP25485396A JPH10107310A JP H10107310 A JPH10107310 A JP H10107310A JP 8254853 A JP8254853 A JP 8254853A JP 25485396 A JP25485396 A JP 25485396A JP H10107310 A JPH10107310 A JP H10107310A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- waveguide
- type photodiode
- photodiode array
- semiconductor substrate
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 同一の導波路型フォトダイオードアレイ内に
おいて隣接する他の導波路フォトダイオードＰＤとの間
の光学的クロストークを減少させる導波路型フォトダイ
オードアレイを提供する。 【解決手段】 半導体基板１表面に隣接して構成された
導波路型フォトダイオードＰＤ相互間に分離構造１１が
形成された導波路型フォトダイオードアレイにおいて、
信号光を吸収して電気信号に変換する導波路型フォトダ
イオードＰＤの光電変換層５と半導体基板１との間に光
を吸収する組成を有する光学的クロストーク防止層２を
形成した導波路型フォトダイオードアレイ。
おいて隣接する他の導波路フォトダイオードＰＤとの間
の光学的クロストークを減少させる導波路型フォトダイ
オードアレイを提供する。 【解決手段】 半導体基板１表面に隣接して構成された
導波路型フォトダイオードＰＤ相互間に分離構造１１が
形成された導波路型フォトダイオードアレイにおいて、
信号光を吸収して電気信号に変換する導波路型フォトダ
イオードＰＤの光電変換層５と半導体基板１との間に光
を吸収する組成を有する光学的クロストーク防止層２を
形成した導波路型フォトダイオードアレイ。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、導波路型フォト
ダイオードアレイに関し、特に、同一アレイ内の隣接す
る他の導波路フォトダイオードとの間の光学的クロスト
ークを減少させる導波路型フォトダイオードアレイに関
する。
ダイオードアレイに関し、特に、同一アレイ内の隣接す
る他の導波路フォトダイオードとの間の光学的クロスト
ークを減少させる導波路型フォトダイオードアレイに関
する。
【０００２】
【従来の技術】導波路型フォトダイオードアレイの従来
例を図３を参照して説明する。図３（ａ）を参照する
に、先ず、ＩｎＰより成る半導体基板１を準備する。半
導体基板１の表面に、ＩｎＰより成るクラッド層３、Ｉ
ｎＧａＡｓＰより成る光導波層４、ＩｎＧａＡｓより成
る光電変換層５、ＩｎＧａＡｓＰより成る光導波層
４’、ＩｎＰより成るクラッド層３’、ＩｎＧａＡｓよ
り成るコンタクト層６をこの順に結晶成長させて成膜す
る。
例を図３を参照して説明する。図３（ａ）を参照する
に、先ず、ＩｎＰより成る半導体基板１を準備する。半
導体基板１の表面に、ＩｎＰより成るクラッド層３、Ｉ
ｎＧａＡｓＰより成る光導波層４、ＩｎＧａＡｓより成
る光電変換層５、ＩｎＧａＡｓＰより成る光導波層
４’、ＩｎＰより成るクラッド層３’、ＩｎＧａＡｓよ
り成るコンタクト層６をこの順に結晶成長させて成膜す
る。
【０００３】図３（ｂ）を参照するに、以上の如くに結
晶成長させて成膜した複数半導体層にエッチング処理を
施し、各導波路型フォトダイオードＰＤが形成されるべ
き領域を図示される如くストライプ状に残存せしめて、
ＩｎＧａＡｓコンタクト層６から下側のＩｎＧａＡｓＰ
光導波層４迄をエッチング除去する。そして、図３
（ｃ）を参照するに、（ｂ）に図示される如くにエッチ
ング除去された領域に電気絶縁性のＦｅ−ＩｎＰを選択
成長させて埋込層７を形成する。複数半導体層の内のフ
ォトダイオードＰＤが形成されるべきストライプ状領域
Ｓは結局、電気絶縁性Ｆｅ−ＩｎＰより成る埋込層７に
その上面まで埋没したことになる。
晶成長させて成膜した複数半導体層にエッチング処理を
施し、各導波路型フォトダイオードＰＤが形成されるべ
き領域を図示される如くストライプ状に残存せしめて、
ＩｎＧａＡｓコンタクト層６から下側のＩｎＧａＡｓＰ
光導波層４迄をエッチング除去する。そして、図３
（ｃ）を参照するに、（ｂ）に図示される如くにエッチ
ング除去された領域に電気絶縁性のＦｅ−ＩｎＰを選択
成長させて埋込層７を形成する。複数半導体層の内のフ
ォトダイオードＰＤが形成されるべきストライプ状領域
Ｓは結局、電気絶縁性Ｆｅ−ＩｎＰより成る埋込層７に
その上面まで埋没したことになる。
【０００４】図３（ｄ）を参照するに、埋込層７にエッ
チング処理を施して、埋込層７の隣接するストライプ状
領域Ｓの中間部にストライプ状領域Ｓの長さ方向の分離
構造１１を形成する。分離構造１１はＩｎＰ半導体基板
１の表面に達する深さに構成される。この分離構造１１
により、複数半導体層の内のフォトダイオードＰＤが形
成されるべきストライプ状領域Ｓとその両側に接する埋
込層７より成る各別の導波路型フォトダイオードＰＤが
分離形成される。
チング処理を施して、埋込層７の隣接するストライプ状
領域Ｓの中間部にストライプ状領域Ｓの長さ方向の分離
構造１１を形成する。分離構造１１はＩｎＰ半導体基板
１の表面に達する深さに構成される。この分離構造１１
により、複数半導体層の内のフォトダイオードＰＤが形
成されるべきストライプ状領域Ｓとその両側に接する埋
込層７より成る各別の導波路型フォトダイオードＰＤが
分離形成される。
【０００５】次に、図２をも参照するに、各別に分離さ
れた導波路型フォトダイオードＰＤの埋込層７の表面
に、ＩｎＧａＡｓコンタクト層６の表面を除いて、Ｓｉ
Ｎより成る絶縁層８を成膜する。埋込層７の表面に絶縁
層８を成膜した後、この絶縁層８およびコンタクト層６
の表面に表面電極９を成膜する。そして、ＩｎＰ半導体
基板１を薄く研磨し、裏面電極１０を形成することによ
り導波路型フォトダイオードアレイは完成する。
れた導波路型フォトダイオードＰＤの埋込層７の表面
に、ＩｎＧａＡｓコンタクト層６の表面を除いて、Ｓｉ
Ｎより成る絶縁層８を成膜する。埋込層７の表面に絶縁
層８を成膜した後、この絶縁層８およびコンタクト層６
の表面に表面電極９を成膜する。そして、ＩｎＰ半導体
基板１を薄く研磨し、裏面電極１０を形成することによ
り導波路型フォトダイオードアレイは完成する。
【０００６】ここで、導波路型フォトダイオードアレイ
の各フォトダイオードＰＤに光ファイバ１２その他の導
光経路を介して信号光が入射されると、各フォトダイオ
ードＰＤは独立にこの入射信号光を電気信号に光電変換
する。
の各フォトダイオードＰＤに光ファイバ１２その他の導
光経路を介して信号光が入射されると、各フォトダイオ
ードＰＤは独立にこの入射信号光を電気信号に光電変換
する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】以上の従来例におい
て、光電変換層５から漏洩した漏洩光１３は、図２に示
される通り、クラッド層３およびＩｎＰ半導体基板１を
下方に伝播し裏面電極１０表面において反射し、ＩｎＰ
半導体基板１およびクラッド層３を伝播して隣接する他
の導波路型フォトダイオードＰＤに雑音成分として回り
込む。
て、光電変換層５から漏洩した漏洩光１３は、図２に示
される通り、クラッド層３およびＩｎＰ半導体基板１を
下方に伝播し裏面電極１０表面において反射し、ＩｎＰ
半導体基板１およびクラッド層３を伝播して隣接する他
の導波路型フォトダイオードＰＤに雑音成分として回り
込む。
【０００８】この発明は、光電変換層５と半導体基板１
との間に光を吸収する光学的クロストーク防止層２を形
成することにより上述の問題を解消した導波路型フォト
ダイオードアレイを提供するものである。
との間に光を吸収する光学的クロストーク防止層２を形
成することにより上述の問題を解消した導波路型フォト
ダイオードアレイを提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】半導体基板１表面に隣接
して構成された導波路型フォトダイオードＰＤ相互間に
分離構造１１が形成された導波路型フォトダイオードア
レイにおいて、信号光を吸収して電気信号に変換する導
波路型フォトダイオードＰＤの光電変換層５と半導体基
板１との間に光を吸収する組成を有する光学的クロスト
ーク防止層２を形成した導波路型フォトダイオードアレ
イを構成した。
して構成された導波路型フォトダイオードＰＤ相互間に
分離構造１１が形成された導波路型フォトダイオードア
レイにおいて、信号光を吸収して電気信号に変換する導
波路型フォトダイオードＰＤの光電変換層５と半導体基
板１との間に光を吸収する組成を有する光学的クロスト
ーク防止層２を形成した導波路型フォトダイオードアレ
イを構成した。
【００１０】そして、光学的クロストーク防止層２を半
導体基板１の表面全面に形成した導波路型フォトダイオ
ードアレイを構成した。また、導波路型フォトダイオー
ドＰＤは、光学的クロストーク防止層２表面にクラッド
層３、光導波層４、光電変換層５、光導波層４’、クラ
ッド層３’、コンタクト層６、表面電極９をこの順に結
晶成長成膜して構成した導波路型フォトダイオードアレ
イを構成した。
導体基板１の表面全面に形成した導波路型フォトダイオ
ードアレイを構成した。また、導波路型フォトダイオー
ドＰＤは、光学的クロストーク防止層２表面にクラッド
層３、光導波層４、光電変換層５、光導波層４’、クラ
ッド層３’、コンタクト層６、表面電極９をこの順に結
晶成長成膜して構成した導波路型フォトダイオードアレ
イを構成した。
【００１１】更に、光学的クロストーク防止層２はＩ
ｎ、Ｇａ、Ａｓ、Ｐの組成比を光吸収度を大きく調整設
定して構成したものである導波路型フォトダイオードア
レイを構成した。
ｎ、Ｇａ、Ａｓ、Ｐの組成比を光吸収度を大きく調整設
定して構成したものである導波路型フォトダイオードア
レイを構成した。
【００１２】
【発明の実施の形態】隣接する導波路型フォトダイオー
ド相互間にエッチングにより形成された分離構造を有す
る導波路型フォトダイオードアレイにおいて、信号光を
吸収して電気信号に変換する光電変換領域と半導体基板
との間に光を吸収する組成を有する光学的クロストーク
防止層を形成する。この光学的クロストーク防止層によ
り光電変換層から漏洩した光が同一アレイ内のフォトダ
イオードへ回り込むことは阻止される。
ド相互間にエッチングにより形成された分離構造を有す
る導波路型フォトダイオードアレイにおいて、信号光を
吸収して電気信号に変換する光電変換領域と半導体基板
との間に光を吸収する組成を有する光学的クロストーク
防止層を形成する。この光学的クロストーク防止層によ
り光電変換層から漏洩した光が同一アレイ内のフォトダ
イオードへ回り込むことは阻止される。
【００１３】
【実施例】この発明の実施例を図１および図３を参照し
て説明する。ＩｎＰ半導体基板１を準備する。ここで、
この発明は、この半導体基板１の表面にＩｎＧａＡｓＰ
より成る光学的クロストーク防止層２を形成する。光学
的クロストーク防止層２の組成はＩｎＧａＡｓＰであっ
て光導波層４の組成と同様であるが両者は組成比を異に
している。即ち、Ｉｎ、Ｇａ、Ａｓ、Ｐの組成比を適宜
に調整設定して光吸収度を大きくすることができる。光
学的クロストーク防止層２は、そのＩｎ、Ｇａ、Ａｓ、
Ｐの組成比を光吸収度を大きくすべく調整設定してい
る。
て説明する。ＩｎＰ半導体基板１を準備する。ここで、
この発明は、この半導体基板１の表面にＩｎＧａＡｓＰ
より成る光学的クロストーク防止層２を形成する。光学
的クロストーク防止層２の組成はＩｎＧａＡｓＰであっ
て光導波層４の組成と同様であるが両者は組成比を異に
している。即ち、Ｉｎ、Ｇａ、Ａｓ、Ｐの組成比を適宜
に調整設定して光吸収度を大きくすることができる。光
学的クロストーク防止層２は、そのＩｎ、Ｇａ、Ａｓ、
Ｐの組成比を光吸収度を大きくすべく調整設定してい
る。
【００１４】以下、従来例とほぼ同様に、光学的クロス
トーク防止層２の表面にＩｎＰクラッド層３、ＩｎＧａ
ＡｓＰ光導波層４、ＩｎＧａＡｓ光電変換層５、ＩｎＧ
ａＡｓＰ光導波層４’、ＩｎＰクラッド層３’、ＩｎＧ
ａＡｓコンタクト層６をこの順に結晶成長させて成膜す
る。以上の如くに結晶成長させて成膜した複数半導体層
にエッチング処理を施し、各導波路型フォトダイオード
ＰＤが形成されるべき領域をストライプ状に残存せしめ
て、ＩｎＧａＡｓコンタクト層６から下側のＩｎＧａＡ
ｓＰ光導波層４を、ＩｎＰクラッド層３の表面に到達す
る迄エッチング除去する。
トーク防止層２の表面にＩｎＰクラッド層３、ＩｎＧａ
ＡｓＰ光導波層４、ＩｎＧａＡｓ光電変換層５、ＩｎＧ
ａＡｓＰ光導波層４’、ＩｎＰクラッド層３’、ＩｎＧ
ａＡｓコンタクト層６をこの順に結晶成長させて成膜す
る。以上の如くに結晶成長させて成膜した複数半導体層
にエッチング処理を施し、各導波路型フォトダイオード
ＰＤが形成されるべき領域をストライプ状に残存せしめ
て、ＩｎＧａＡｓコンタクト層６から下側のＩｎＧａＡ
ｓＰ光導波層４を、ＩｎＰクラッド層３の表面に到達す
る迄エッチング除去する。
【００１５】そして、エッチング除去された領域に電気
絶縁性のＦｅ−ＩｎＰを選択成長させて埋込層７を形成
する。埋込層７にエッチング処理を施して、埋込層７の
隣接するストライプ状領域Ｓの中間部にストライプ状領
域Ｓの長さ方向の分離構造１１を形成する。分離構造１
１は光学的クロストーク防止層２の表面に達する深さに
構成される。この分離構造１１により、複数半導体層の
内のフォトダイオードＰＤが形成されるべきストライプ
状領域Ｓとその両側に接する埋込層７より成る各別の導
波路型フォトダイオードＰＤが分離形成される。
絶縁性のＦｅ−ＩｎＰを選択成長させて埋込層７を形成
する。埋込層７にエッチング処理を施して、埋込層７の
隣接するストライプ状領域Ｓの中間部にストライプ状領
域Ｓの長さ方向の分離構造１１を形成する。分離構造１
１は光学的クロストーク防止層２の表面に達する深さに
構成される。この分離構造１１により、複数半導体層の
内のフォトダイオードＰＤが形成されるべきストライプ
状領域Ｓとその両側に接する埋込層７より成る各別の導
波路型フォトダイオードＰＤが分離形成される。
【００１６】次に、各別に分離された導波路型フォトダ
イオードＰＤの埋込層７の表面に、ＩｎＧａＡｓコンタ
クト層６の表面を除いて、ＳｉＮより成る絶縁層８を成
膜する。埋込層７の表面に絶縁層８を成膜した後、この
絶縁層８およびコンタクト層６の表面に表面電極９を成
膜する。そして、ＩｎＰ半導体基板１を薄く研磨し、裏
面電極１０を形成することにより、導波路型フォトダイ
オードアレイは完成する。
イオードＰＤの埋込層７の表面に、ＩｎＧａＡｓコンタ
クト層６の表面を除いて、ＳｉＮより成る絶縁層８を成
膜する。埋込層７の表面に絶縁層８を成膜した後、この
絶縁層８およびコンタクト層６の表面に表面電極９を成
膜する。そして、ＩｎＰ半導体基板１を薄く研磨し、裏
面電極１０を形成することにより、導波路型フォトダイ
オードアレイは完成する。
【００１７】
【発明の効果】以上の通りであって、この発明の導波路
型フォトダイオードアレイにおいて、光電変換層５から
漏洩した漏洩光１３は、図１に示される通り、クラッド
層３、光学的クロストーク防止層２およびＩｎＰ半導体
基板１を下方に伝播して裏面電極１０表面において反射
し、ＩｎＰ半導体基板１、光学的クロストーク防止層２
およびクラッド層３を伝播して隣接する他の導波路型フ
ォトダイオードＰＤに雑音成分として回り込み得る状態
にある。しかし、漏洩光１３はクラッド層３を介して光
学的クロストーク防止層２に進入した段階において大き
く減衰する。極く僅かの漏洩光１３は光学的クロストー
ク防止層２を透過してＩｎＰ半導体基板１を下方に伝播
し裏面電極１０表面において反射し、再び光学的クロス
トーク防止層２に進入して減衰することとなる。光学的
クロストーク防止層２によるこの２回の減衰により、最
終的に隣接する他の導波路型フォトダイオードＰＤに到
達する漏洩光１３の回り込みは殆ど防止される。
型フォトダイオードアレイにおいて、光電変換層５から
漏洩した漏洩光１３は、図１に示される通り、クラッド
層３、光学的クロストーク防止層２およびＩｎＰ半導体
基板１を下方に伝播して裏面電極１０表面において反射
し、ＩｎＰ半導体基板１、光学的クロストーク防止層２
およびクラッド層３を伝播して隣接する他の導波路型フ
ォトダイオードＰＤに雑音成分として回り込み得る状態
にある。しかし、漏洩光１３はクラッド層３を介して光
学的クロストーク防止層２に進入した段階において大き
く減衰する。極く僅かの漏洩光１３は光学的クロストー
ク防止層２を透過してＩｎＰ半導体基板１を下方に伝播
し裏面電極１０表面において反射し、再び光学的クロス
トーク防止層２に進入して減衰することとなる。光学的
クロストーク防止層２によるこの２回の減衰により、最
終的に隣接する他の導波路型フォトダイオードＰＤに到
達する漏洩光１３の回り込みは殆ど防止される。
【図１】実施例を説明する図。
【図２】導波路型フォトダイオードの製造工程を説明す
る図。
る図。
【図３】従来例を説明する図。
１ 半導体基板 ２ 光学的クロストーク防止層 ３ クラッド層 ３’クラッド層 ４ 光導波層 ４’光導波層 ５ 光電変換層 ６ コンタクト層 ７ 埋込層 ８ 絶縁層 ９ 表面電極 １０ 裏面電極 １１ 分離構造 １２ 光ファイバ ＰＤ 導波路型フォトダイオード
Claims (4)
- 【請求項１】 半導体基板表面に隣接して構成された導
波路型フォトダイオード相互間に分離構造が形成された
導波路型フォトダイオードアレイにおいて、 信号光を吸収して電気信号に変換する導波路型フォトダ
イオードの光電変換層と半導体基板との間に光を吸収す
る組成を有する光学的クロストーク防止層を形成したこ
とを特徴とする導波路型フォトダイオードアレイ。 - 【請求項２】 請求項１に記載される導波路型フォトダ
イオードアレイにおいて、 光学的クロストーク防止層を半導体基板の表面全面に形
成したことを特徴とする導波路型フォトダイオードアレ
イ。 - 【請求項３】 請求項２に記載される導波路型フォトダ
イオードアレイにおいて、 導波路型フォトダイオードは、光学的クロストーク防止
層表面にクラッド層、光導波層、光電変換層、光導波
層、クラッド層、コンタクト層、表面電極をこの順に結
晶成長成膜して構成したことを特徴とする導波路型フォ
トダイオードアレイ。 - 【請求項４】 請求項１ないし請求項３の内の何れかに
記載される導波路型フォトダイオードアレイにおいて、 光学的クロストーク防止層はＩｎ、Ｇａ、Ａｓ、Ｐの組
成比を光吸収度を大きく調整設定して構成したものであ
ることを特徴とする導波路型フォトダイオードアレイ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8254853A JPH10107310A (ja) | 1996-09-26 | 1996-09-26 | 導波路型フォトダイオードアレイ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8254853A JPH10107310A (ja) | 1996-09-26 | 1996-09-26 | 導波路型フォトダイオードアレイ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10107310A true JPH10107310A (ja) | 1998-04-24 |
Family
ID=17270762
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8254853A Pending JPH10107310A (ja) | 1996-09-26 | 1996-09-26 | 導波路型フォトダイオードアレイ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10107310A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002007226A1 (fr) * | 2000-07-18 | 2002-01-24 | Nippon Sheet Glass Co., Ltd. | Reseau de photo-dectecteurs |
| WO2009144884A1 (ja) * | 2008-05-28 | 2009-12-03 | 日本電気株式会社 | 半導体受光素子及びその製造方法 |
| WO2009144883A1 (ja) * | 2008-05-28 | 2009-12-03 | 日本電気株式会社 | 半導体受光素子及びその製造方法 |
| CN111198418A (zh) * | 2020-03-09 | 2020-05-26 | 安徽省东超科技有限公司 | 光波导单元阵列和具有其的光学透镜 |
| JP7118306B1 (ja) * | 2021-10-14 | 2022-08-15 | 三菱電機株式会社 | 導波路型受光素子及び導波路型受光素子アレイ |
-
1996
- 1996-09-26 JP JP8254853A patent/JPH10107310A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002007226A1 (fr) * | 2000-07-18 | 2002-01-24 | Nippon Sheet Glass Co., Ltd. | Reseau de photo-dectecteurs |
| US6828541B2 (en) | 2000-07-18 | 2004-12-07 | Nippon Sheet Glass Co., Ltd. | Light receiving element array having isolated pin photodiodes |
| WO2009144884A1 (ja) * | 2008-05-28 | 2009-12-03 | 日本電気株式会社 | 半導体受光素子及びその製造方法 |
| WO2009144883A1 (ja) * | 2008-05-28 | 2009-12-03 | 日本電気株式会社 | 半導体受光素子及びその製造方法 |
| JP5278429B2 (ja) * | 2008-05-28 | 2013-09-04 | 日本電気株式会社 | 半導体受光素子及びその製造方法 |
| JP5278428B2 (ja) * | 2008-05-28 | 2013-09-04 | 日本電気株式会社 | 半導体受光素子及びその製造方法 |
| CN111198418A (zh) * | 2020-03-09 | 2020-05-26 | 安徽省东超科技有限公司 | 光波导单元阵列和具有其的光学透镜 |
| JP7118306B1 (ja) * | 2021-10-14 | 2022-08-15 | 三菱電機株式会社 | 導波路型受光素子及び導波路型受光素子アレイ |
| WO2023062766A1 (ja) * | 2021-10-14 | 2023-04-20 | 三菱電機株式会社 | 導波路型受光素子、導波路型受光素子アレイ及び導波路型受光素子の製造方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20020416 |