JPH10125948A - 半導体受光素子及びその作製用のマスク - Google Patents

半導体受光素子及びその作製用のマスク

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JPH10125948A
JPH10125948A JP8277770A JP27777096A JPH10125948A JP H10125948 A JPH10125948 A JP H10125948A JP 8277770 A JP8277770 A JP 8277770A JP 27777096 A JP27777096 A JP 27777096A JP H10125948 A JPH10125948 A JP H10125948A
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JP
Japan
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light
layer
semiconductor
semiconductor layer
mask
Prior art date
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Pending
Application number
JP8277770A
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English (en)
Inventor
Yoshifumi Muramoto
好史 村本
Hideki Fukano
秀樹 深野
Kazutoshi Kato
和利 加藤
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 導波路形の半導体受光素子において大きい光
入射パワーに対しても素子破壊の起きにくい高耐入力の
半導体受光素子を提供する。 【解決手段】 光吸収層15を有する導波形の半導体受
光素子において、光吸収層15の相対向する両側に光ガ
イド層14、16を設けるとともに、光吸収層15が光
入射端面11に向かって徐徐に薄くなるように構成する
ことにより、光吸収層15の光入射端面11における光
閉じ込め量を小さくして光吸収量を低減したものであ
る。

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は半導体受光素子及び
その作製用のマスクに関し、特に半導体集積デバイスに
用いて有用なものである。 【0002】 【従来の技術】従来技術に係る導波路形の半導体受光素
子を図4に示す。同図において、21は光入射端面、2
2はp+ −InGaAsコンタクト層、23はp−In
P層、24はp−InGaAsPの光ガイド層(バンド
ギャップ波長:1.3μm)、25はアンドープまたは
n−InGaAsの光吸収層、26はn−InGaAs
Pの光ガイド層(バンドギャップ波長:1.3μm)、
27はn−InP基板、28はオーミックp電極、29
はオーミックn電極である。この半導体受光素子におい
て光吸収層25及び光ガイド層24、26は均一な層厚
に構成してある。 【0003】 【発明が解決しようとする課題】上記半導体受光素子に
おいて入射端面21から入射した光は、進行方向に進む
につれ指数関数的に吸収されて減衰していくので、入射
端面21での吸収量が最も多い。したがって発生キャリ
アも入射端面21の近傍で最も多く、入射光量を増大し
た時、入射端面21で最も吸収量が多くなる。このため
入射光を増大した時、入射端面21の近傍で大量にキャ
リアが発生し、素子破壊が起きてしまうという問題があ
った。 【0004】本発明は、上記従来技術に鑑み、導波路形
の半導体受光素子において大きい光入射パワーに対して
も素子破壊の起きにくい高耐入力の半導体受光素子及び
その作製用のマスクを提供することを目的とする。 【0005】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の構成は次の点を特徴とする。 【0006】1) 光吸収層として作用する半導体層を
有する導波形の半導体受光素子において、上記半導体層
の片側または相対向する両側に光のガイドをするための
半導体層を設けるとともに、この半導体層を第1導電形
の半導体層と第2導電形の半導体層によって挟んだ構造
とし、さらに上記光吸収層として作用する半導体層の層
厚を光入射端に向かって徐徐に薄くなるように構成した
こと。 【0007】2) 1)の光吸収層として作用する半導
体層を作製するための半導体受光素子作製用のマスクで
あって、矩形の凹部を有し、その底部で厚く且つその開
口部で薄くなるように上記光吸収層として作用する半導
体層を成長させること。 【0008】3) 1)の光吸収層として作用する半導
体層を作製するための半導体受光素子作製用のマスクで
あって、直線とこれに対して傾斜する傾斜直線とを相対
向する辺として有する第1の台形と、同形状の第2の台
形とを上記直線同志が平行になるように線対称に配設
し、両直線間に上記光吸収層として作用する半導体層を
成長させるように構成したこと。 【0009】 【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面に
基づき詳細に説明する。本形態は導波路形の半導体受光
素子において、図1に示すように、光吸収層として作用
する半導体層である光吸収層15が光入射端面11に向
かって徐徐に薄くなっていることを特徴とする。従来構
造では、光導波路層の光吸収層25(図2参照)の層厚
が入射端面21(図2参照)より奥まで均一であり、こ
のため光入射端面21の近傍での光吸収量が最も多くな
る結果、この入射端面21における発生キャリア数も最
も多く光吸収直後のキャリアに大きな分布があった。本
形態では光吸収層15が光導波路方向で均一でなく、入
射端面に向かって薄くなっている点が従来構造と異な
る。 【0010】光吸収層15の相対向する両側(図1では
上下両側)には光のガイドを行うための半導体層である
光ガイド層14、16が設けてある。光ガイド層14、
16は第1導電形の半導体層であるコンタクト層12及
びp−InP層13と第2導電形の半導体層である基板
17によって挟んだ構造となっている。コンタクト層1
2及び基板17の表面には電極18、19が設けてあ
る。 【0011】光吸収量は光電界の光吸収層15への閉じ
込め量に比例する。このため光吸収層15が薄くなると
光閉じ込め量も小さくなり光吸収量が減少する。本形態
においては入射端面11に向かって光吸収層15が徐徐
に薄くなっているため、光の吸収量が光入射端面11で
従来に比べ数分の一以下に低減される。この結果光入射
端面11の近傍での発生キャリア数は小さく、光吸収直
後のキャリアの分布も小さくなり、破壊に至る光入射パ
ワーが著しく向上する。 【0012】また光吸収層15が光入射端面11で薄く
なると(例えば0.1μm程度)、導波モードの垂直方
向のスポットサイズが小さくなり入射光とのスポットサ
イズの相違が大きくなるので、結合効率が低下して受光
感度が低下するが、上述の如く光ガイド層14、16を
設けることにより導波モードの垂直方向のスポットサイ
ズを大きくすることができる。このため受光感度を犠牲
にすることなく高い入射光耐性を持たせることができ
る。 【0013】なお上記実施の形態では光吸収層15の相
対向する両側に光ガイド層14、16を設けたが、この
光ガイド層14、16は何れか一方であっても良い。こ
の場合も同様の効果を得る。 【0014】<実施例>図1に示す半導体受光素子をさ
らに具体的に説明すると次の通りである。同図におい
て、11は光入射端面、12は0.2μm厚のp+ −I
nGaAsコンタクト層、13は0.5μm厚のp−I
nP層、14は0.6μm厚のp−InGaAsP(バ
ンドギャップ波長:1.3μm)の光ガイド層、15は
光入射端面11側で0.1μm厚且つその反対側である
光出射端面側で0.5μm厚のアンドープまたはn−I
nGaAsの光吸収層、16は0.6μm厚のn−In
GaAsP(バンドギャップ波長:1.3μm)の光ガ
イド層、17はn−InP基板、18はオーミックp電
極、19はオーミックn電極である。また当該半導体受
光素子の幅は10μmで長さは50μmとした。このと
きn−InP基板17としてp−InP基板を用いて
も、上記のnとpを逆にすれば同様に製作可能であり、
また半絶縁性の基板を用いても同様に製作可能である。
さらにGaAs等、他の基板にも同様に適用可能であ
る。また、InGaAsP系以外のInGaAlAs系
やAlGaAs系などの材料系や歪を内在するような材
料系でも同様の効果がある。 【0015】上記実施例における光吸収層15は、図2
に示すような絶縁膜をマスク31としたMOVPE法に
よる選択成長法を用いて形成した。この場合、凹部31
aの底部31bの層厚が厚く成長し、この底部31bか
ら離れるにつれ薄くなり、開口部31cで最も薄くな
る。かくして光吸収層15の光入射端面11側が薄く反
対側が厚くなるようなテーパ形状とすることができる。 【0016】上述の場合は光吸収層15のみを選択成長
法を利用して成長させているが、光吸収層15を含む上
記多層半導体層の一部分あるいは全部を選択成長法を利
用して成長させても良い。 【0017】選択成長マスクとしては、他にも図3
(a)に示すような矩形のものや、図3(b)に示すよ
うに2つの台形の間の層厚変化を利用するもの等、種々
のものが考えられる。図3(a)に示すマスク40は矩
形のエッジ部で最も厚く、エッジ部から離れるにつれ徐
徐に薄くなる光吸収層15が作製できる。図3(b)に
示すマスク50は、直線50cとこれに対して傾斜する
傾斜直線50dとを相対向する辺として有する第1の台
形50aと、同形状の第2の台形50bとを上記直線5
0c、50eが平行になるように線対称に配設し、両直
線50c、50e間に上記光吸収層15を成長させるよ
うに構成したものである。この場合光吸収層15は図3
(b)の左側が厚く、右側に行くに連れ薄くなる。 【0018】上記実施例では結晶成長にMOVPE法を
用いた例を示したが、それ以外の成長法を用いても同じ
効果がある。本発明により製作した半導体受光素子は光
入力10mW以上でも素子破壊はおきないが、光吸収層
厚25が0.5μm厚で均一の従来技術に係る半導体受
光素子では光入力5mW以下で素子破壊が起きた。 【0019】 【発明の効果】以上実施の形態とともに詳細に説明した
ように本発明は、導波路形の半導体受光素子において、
光吸収層が光入射端面に向かって徐徐に薄くなっている
ため、光の吸収量が光入射端面で従来構造のものに比べ
数分の1以下に低減される。このため、光入射端面近傍
での発生キャリア数も少なく、破壊に至る光入射パワー
が著しく向上する。かかる光吸収層は、例えば凹部を有
するマスク及び2枚の台形形状のマスクを用いることに
より容易に形成することができる。
【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の実施の形態に係る半導体光受光素子を
概念的に示す説明図である。 【図2】上記実施の形態に係る素子を作製するために用
いた選択成長用のマスクを示す説明図である。 【図3】上記実施の形態に係る素子を作製するために用
いた選択成長用の他のマスクを示す説明図である。 【図4】従来技術に係る半導体光受光素子を示す説明図
である。 【符号の説明】 11 光入射端面 12 コンタクト層 13 p−InP層 14 光ガイド層 15 光吸収層 16 光ガイド層 17 基板 18 電極 19 電極

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】 光吸収層として作用する半導体層を有す
    る導波形の半導体受光素子において、 上記半導体層の片側または相対向する両側に光のガイド
    をするための半導体層を設けるとともに、この半導体層
    を第1導電形の半導体層と第2導電形の半導体層によっ
    て挟んだ構造とし、 さらに上記光吸収層として作用する半導体層の層厚を光
    入射端に向かって徐徐に薄くなるように構成したことを
    特徴とする半導体受光素子。 【請求項2】 〔請求項1〕の光吸収層として作用する
    半導体層を作製するための半導体受光素子作製用のマス
    クであって、 矩形の凹部を有し、その底部で厚く且つその開口部で薄
    くなるように上記光吸収層として作用する半導体層を成
    長させることを特徴とする半導体受光素子作製用のマス
    ク。 【請求項3】 〔請求項1〕の光吸収層として作用する
    半導体層を作製するための半導体受光素子作製用のマス
    クであって、 直線とこれに対して傾斜する傾斜直線とを相対向する辺
    として有する第1の台形と、同形状の第2の台形とを上
    記直線同志が平行になるように線対称に配設し、両直線
    間に上記光吸収層として作用する半導体層を成長させる
    ように構成したことを特徴とする半導体受光素子作製用
    のマスク。
JP8277770A 1996-10-21 1996-10-21 半導体受光素子及びその作製用のマスク Pending JPH10125948A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002151728A (ja) * 2000-11-09 2002-05-24 Nec Corp 半導体受光素子
US7020375B2 (en) 2003-07-29 2006-03-28 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Waveguide light detecting element
JP2017524264A (ja) * 2014-08-14 2017-08-24 レイセオン カンパニー テーパー付きコア厚を有する、端部でポンピングされる平面導波路

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002151728A (ja) * 2000-11-09 2002-05-24 Nec Corp 半導体受光素子
US7020375B2 (en) 2003-07-29 2006-03-28 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Waveguide light detecting element
JP2017524264A (ja) * 2014-08-14 2017-08-24 レイセオン カンパニー テーパー付きコア厚を有する、端部でポンピングされる平面導波路
EP3195427B1 (en) * 2014-08-14 2021-04-21 Raytheon Company End pumped pwg with tapered core thickness

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A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20050412