JPH11135822A - 受光回路 - Google Patents
受光回路Info
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- JPH11135822A JPH11135822A JP9296889A JP29688997A JPH11135822A JP H11135822 A JPH11135822 A JP H11135822A JP 9296889 A JP9296889 A JP 9296889A JP 29688997 A JP29688997 A JP 29688997A JP H11135822 A JPH11135822 A JP H11135822A
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- JP
- Japan
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- photodiode
- electrode
- photodiodes
- type semiconductor
- light
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Abstract
(57)【要約】
【課題】簡易なプロセスによって複数のフォトダイオー
ドを同一半導体基板上に形成しても、あるフォトダイオ
ードでの光電流が他のフォトダイオードでの光電流に影
響を与えないような受光回路を提供すること。 【解決手段】フォトダイオード100a、100bを形
成したn半導体基板200と、照射された光に応じてフ
ォトダイオードに流れる電流を検出するための複数の回
路部とを備える。各回路部は、光吸収層からn電極まで
の抵抗値Rn よりも十分に大きな抵抗値をもつ直列抵抗
RL を含む。
ドを同一半導体基板上に形成しても、あるフォトダイオ
ードでの光電流が他のフォトダイオードでの光電流に影
響を与えないような受光回路を提供すること。 【解決手段】フォトダイオード100a、100bを形
成したn半導体基板200と、照射された光に応じてフ
ォトダイオードに流れる電流を検出するための複数の回
路部とを備える。各回路部は、光吸収層からn電極まで
の抵抗値Rn よりも十分に大きな抵抗値をもつ直列抵抗
RL を含む。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光通信、光交換等
の各種の光情報処理に適用可能な受光回路に関する。
の各種の光情報処理に適用可能な受光回路に関する。
【0002】
【従来の技術】2つのフォトダイオードを用いて光信号
の検出を行うために、両フォトダイオードで検出された
光信号の差動検出を行うものが提案されている。これに
よれば、本来検出すべき光信号以外のノイズ成分が除去
され、高精度で光信号を検出することが可能となるため
光通信を始めとする各種の分野で広く用いられている。
の検出を行うために、両フォトダイオードで検出された
光信号の差動検出を行うものが提案されている。これに
よれば、本来検出すべき光信号以外のノイズ成分が除去
され、高精度で光信号を検出することが可能となるため
光通信を始めとする各種の分野で広く用いられている。
【0003】ところで、これによれば、2つのフォトダ
イオードの夫々から光信号を取り出し、両者の差信号を
出力するように構成しなければならないため、量子効
率、受光帯域等の特性が2つのフォトダイオード間で同
一になっていなけらばならず、このため、2つのフォト
ダイオードを同一の製造プロセスによって同一の半導体
基板上に近接させて形成することで特性を同じくなるよ
うにした、デュアルフォトダイオードが用いられてい
る。
イオードの夫々から光信号を取り出し、両者の差信号を
出力するように構成しなければならないため、量子効
率、受光帯域等の特性が2つのフォトダイオード間で同
一になっていなけらばならず、このため、2つのフォト
ダイオードを同一の製造プロセスによって同一の半導体
基板上に近接させて形成することで特性を同じくなるよ
うにした、デュアルフォトダイオードが用いられてい
る。
【0004】そして、このデュアルフォトダイオードを
製造するためには、SI−InP(SI:Semi Insulat
or)等の半絶縁性半導体基板上にフォトダイオードを形
成する方法が用いられてきた。図2にこのような方法に
よって製造したデュアルフォトダイオードの断面構成図
を示す。
製造するためには、SI−InP(SI:Semi Insulat
or)等の半絶縁性半導体基板上にフォトダイオードを形
成する方法が用いられてきた。図2にこのような方法に
よって製造したデュアルフォトダイオードの断面構成図
を示す。
【0005】このデュアルフォトダイオードは、SI−
InP等の半絶縁性半導体基板6上に、2つのフォトダ
イオードと、各フォトダイオードに対するn電極2(リ
ード線と金属からなる)とが形成されていて、両フォト
ダイオードを電気的に分離するための分離溝10が半絶
縁性半導体基板6上の両フォトダイオードの中間位置に
設けられているとともに、各フォトダイオードはn型半
導体5と光吸収層4とp型半導体3とが順次積層された
構造を有し、p型半導体3の上部にはp電極1(リード
線と金属からなる)が設けられている。
InP等の半絶縁性半導体基板6上に、2つのフォトダ
イオードと、各フォトダイオードに対するn電極2(リ
ード線と金属からなる)とが形成されていて、両フォト
ダイオードを電気的に分離するための分離溝10が半絶
縁性半導体基板6上の両フォトダイオードの中間位置に
設けられているとともに、各フォトダイオードはn型半
導体5と光吸収層4とp型半導体3とが順次積層された
構造を有し、p型半導体3の上部にはp電極1(リード
線と金属からなる)が設けられている。
【0006】この構造では、半絶縁性基板6上にn電極
2を設けるための領域を確保しており、このため、n型
半導体5をフォトダイオードの外部に張り出させて前記
領域を確保しなければならず、エッチング処理をn型半
導体5の中間位置で停止させなければならず製造プロセ
スの繁雑化を招いていた。さらに、分離溝10を設ける
ことも製造工程の増加を招いてしまう。このような製造
プロセスの繁雑化は、他の素子を集積化させる際にもプ
ロセス工程の煩雑化や素子性能の低下の原因となる。
2を設けるための領域を確保しており、このため、n型
半導体5をフォトダイオードの外部に張り出させて前記
領域を確保しなければならず、エッチング処理をn型半
導体5の中間位置で停止させなければならず製造プロセ
スの繁雑化を招いていた。さらに、分離溝10を設ける
ことも製造工程の増加を招いてしまう。このような製造
プロセスの繁雑化は、他の素子を集積化させる際にもプ
ロセス工程の煩雑化や素子性能の低下の原因となる。
【0007】そこで、このようなプロセスの繁雑化を回
避するために、図3に示すような断面構造を有するデュ
アルフォトダイオードが提案されていた。このデュアル
フォトダイオードは、n型半導体基板7の表面上に2つ
のフォトダイオードが形成されたもので、各フォトダイ
オードはn型半導体5と光吸収層4とp型半導体3とが
順次積層された構造を有し、p型半導体3の上部にはp
電極1(リード線と金属からなる)が設けられていると
ともに、n型半導体基板7の裏面にはn電極2が設けら
れている。
避するために、図3に示すような断面構造を有するデュ
アルフォトダイオードが提案されていた。このデュアル
フォトダイオードは、n型半導体基板7の表面上に2つ
のフォトダイオードが形成されたもので、各フォトダイ
オードはn型半導体5と光吸収層4とp型半導体3とが
順次積層された構造を有し、p型半導体3の上部にはp
電極1(リード線と金属からなる)が設けられていると
ともに、n型半導体基板7の裏面にはn電極2が設けら
れている。
【0008】このように、フォトダイオードをn型半導
体基板7の表面上に配置すれば、このn型半導体基板7
の裏側からn電極2の取り出しが行えるため、図2に示
すものに比べて製造プロセスは簡易になり、他の素子と
集積化させる際にもプロセス工程の繁雑化や素子性能の
低下を避けることができるため、従来から広く用いられ
ていた。
体基板7の表面上に配置すれば、このn型半導体基板7
の裏側からn電極2の取り出しが行えるため、図2に示
すものに比べて製造プロセスは簡易になり、他の素子と
集積化させる際にもプロセス工程の繁雑化や素子性能の
低下を避けることができるため、従来から広く用いられ
ていた。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このデ
ュアルフォトダイオードにおいては、一方のフォトダイ
オードに流れる光電流の一部が、n型半導体基板7を介
して他方のフォトダイオードに流れてしまい、この他方
のフォトダイオードは本来検出すべきでない誤った光信
号を検出してしまうという問題があった。
ュアルフォトダイオードにおいては、一方のフォトダイ
オードに流れる光電流の一部が、n型半導体基板7を介
して他方のフォトダイオードに流れてしまい、この他方
のフォトダイオードは本来検出すべきでない誤った光信
号を検出してしまうという問題があった。
【0010】このことを図4を参照して説明する。図4
に示す受光回路は、n型半導体基板200(図3中符号
7に対応)上に設けられた2つのフォトダイオード10
0a、100b(図3中符号3、4、5に対応)と、各
フォトダイオード100a、100bに流れる電流を検
出するための回路部とを有し、各回路部は逆バイアス電
圧を印加する電圧源20a(20b)と電流計21a
(21b)とを含んでいる。そして、フォトダイオード
の光吸収層4からn電極2までのn型半導体の抵抗をR
N 、フォトダイオード間のn型半導体の抵抗をRn とし
て等価回路表現している。
に示す受光回路は、n型半導体基板200(図3中符号
7に対応)上に設けられた2つのフォトダイオード10
0a、100b(図3中符号3、4、5に対応)と、各
フォトダイオード100a、100bに流れる電流を検
出するための回路部とを有し、各回路部は逆バイアス電
圧を印加する電圧源20a(20b)と電流計21a
(21b)とを含んでいる。そして、フォトダイオード
の光吸収層4からn電極2までのn型半導体の抵抗をR
N 、フォトダイオード間のn型半導体の抵抗をRn とし
て等価回路表現している。
【0011】図中左側のフォトダイオード100aに光
が照射されたとすると光電流は抵抗の大きいRN を避け
て図中右側のフォトダイオード100bを流れるように
電流経路が形成され、即ち、「電圧源20a→電流計2
1a→電流計21b→電圧源20b→フォトダイオード
100b→Rn 」なる電流経路14が形成され、n型半
導体基板200を介し、光電流が光照射されていないフ
ォトダイオード100bに流れてしまう。これによっ
て、フォトダイオード100bは本来検出されてはなら
ない電流を検出してしまい、一方のフォトダイオードで
検出した光電流によって他方のフォトダイドードでの光
電流が乱されて正確な光信号の検出ができなくなるとい
う問題があった。
が照射されたとすると光電流は抵抗の大きいRN を避け
て図中右側のフォトダイオード100bを流れるように
電流経路が形成され、即ち、「電圧源20a→電流計2
1a→電流計21b→電圧源20b→フォトダイオード
100b→Rn 」なる電流経路14が形成され、n型半
導体基板200を介し、光電流が光照射されていないフ
ォトダイオード100bに流れてしまう。これによっ
て、フォトダイオード100bは本来検出されてはなら
ない電流を検出してしまい、一方のフォトダイオードで
検出した光電流によって他方のフォトダイドードでの光
電流が乱されて正確な光信号の検出ができなくなるとい
う問題があった。
【0012】本発明は、このような従来の課題を解決す
るためになされたもので、その目的は、簡単なプロセス
によって複数のフォトダイオードを同一半導体基板上に
形成しても、あるフォトダイオードでの光電流が他のフ
ォトダイオードでの光電流に影響を与えないような受光
回路を提供する点にある。
るためになされたもので、その目的は、簡単なプロセス
によって複数のフォトダイオードを同一半導体基板上に
形成しても、あるフォトダイオードでの光電流が他のフ
ォトダイオードでの光電流に影響を与えないような受光
回路を提供する点にある。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、照射された光を検出する回路であって、
第1の導電型の半導体層と光吸収層と第2の導電型の半
導体層とを順次積層した構造を有する複数のフォトダイ
オードを、前記第2の導電型の半導体層の夫々が互いに
電気的に分離するように、自身の表面に配置した前記第
1の導電型の半導体基板と、前記第1の導電型の半導体
基板の裏面に設けた第1の電極と、前記複数のフォトダ
イオードを構成する前記第2の導電型の半導体層の夫々
に設けた複数の第2の電極と、前記第1の電極と前記第
2の電極の夫々の間に設けられ、照射された光に応じて
フォトダイオードに流れる電流を検出するための複数の
回路部とを備え、前記各回路部は、前記光吸収層から前
記第1の電極までの抵抗値よりも十分に大きな抵抗値を
もつ抵抗を含むことを特徴とする。
め、本発明は、照射された光を検出する回路であって、
第1の導電型の半導体層と光吸収層と第2の導電型の半
導体層とを順次積層した構造を有する複数のフォトダイ
オードを、前記第2の導電型の半導体層の夫々が互いに
電気的に分離するように、自身の表面に配置した前記第
1の導電型の半導体基板と、前記第1の導電型の半導体
基板の裏面に設けた第1の電極と、前記複数のフォトダ
イオードを構成する前記第2の導電型の半導体層の夫々
に設けた複数の第2の電極と、前記第1の電極と前記第
2の電極の夫々の間に設けられ、照射された光に応じて
フォトダイオードに流れる電流を検出するための複数の
回路部とを備え、前記各回路部は、前記光吸収層から前
記第1の電極までの抵抗値よりも十分に大きな抵抗値を
もつ抵抗を含むことを特徴とする。
【0014】なお、前記第1の導電型、第2の導電型と
しては「p型、n型」または「n型、p型」の組合せが
挙げられる。この受光回路によれば、各回路部に、光吸
収層から第1の電極までの抵抗値よりも十分に大きな抵
抗値をもつ抵抗を含むようにしたので、あるフォトダイ
オードから他のフォトダイオードへ流れる光電流の電流
経路が形成されなくなり、他のフォトダイオードによる
誤検出がなくなる。また、同一の半導体基板上に複数の
フォトダイオードを形成できるので、製造プロセスを簡
易化することが可能となる。
しては「p型、n型」または「n型、p型」の組合せが
挙げられる。この受光回路によれば、各回路部に、光吸
収層から第1の電極までの抵抗値よりも十分に大きな抵
抗値をもつ抵抗を含むようにしたので、あるフォトダイ
オードから他のフォトダイオードへ流れる光電流の電流
経路が形成されなくなり、他のフォトダイオードによる
誤検出がなくなる。また、同一の半導体基板上に複数の
フォトダイオードを形成できるので、製造プロセスを簡
易化することが可能となる。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しつつ説明する。図1に本発明の実施の形態に係
る受光回路の回路図を示す。この実施の形態に係る受光
回路は、n型半導体基板200上に設けられた2つのフ
ォトダイオード100a、100bと、各フォトダイオ
ード100a、100bに流れる電流を検出するための
回路部とを有する。フォトダイオード100aに対する
回路部は、逆バイアス電圧を印加する電圧源20aと電
流計21aと抵抗RL とを含んで構成されていると共
に、フォトダイオード100bに対する回路部は、逆バ
イアス電圧を印加する電圧源20bと電流計21bと抵
抗RL とを含んでいて、また、フォトダイオードの光吸
収層からn電極(図示せず)までのn型半導体の抵抗を
RN 、フォトダイオード間のn型半導体の抵抗をRn と
して等価回路表現している。
を参照しつつ説明する。図1に本発明の実施の形態に係
る受光回路の回路図を示す。この実施の形態に係る受光
回路は、n型半導体基板200上に設けられた2つのフ
ォトダイオード100a、100bと、各フォトダイオ
ード100a、100bに流れる電流を検出するための
回路部とを有する。フォトダイオード100aに対する
回路部は、逆バイアス電圧を印加する電圧源20aと電
流計21aと抵抗RL とを含んで構成されていると共
に、フォトダイオード100bに対する回路部は、逆バ
イアス電圧を印加する電圧源20bと電流計21bと抵
抗RL とを含んでいて、また、フォトダイオードの光吸
収層からn電極(図示せず)までのn型半導体の抵抗を
RN 、フォトダイオード間のn型半導体の抵抗をRn と
して等価回路表現している。
【0016】このような受光回路を製造するためには、
図3に示すように、例えばInPにSnをドーピングし
て製造したn型半導体基板7に、同じくn型の半導体層
5、InGaAs等の光吸収層4、InPにZnをドー
ピングしたp型半導体層3をこの順に積層するように成
長させ、次いで、エッチングを施して2つのフォトダイ
オードを形成する。さらに、両方のp型半導体層3にp
電極1を設けると共に、n型半導体基板7の裏面にn電
極2を設けて、各p電極1とn電極2との間に、電圧源
20a(20b)と電流計21a(21b)と抵抗RL
とを接続する。
図3に示すように、例えばInPにSnをドーピングし
て製造したn型半導体基板7に、同じくn型の半導体層
5、InGaAs等の光吸収層4、InPにZnをドー
ピングしたp型半導体層3をこの順に積層するように成
長させ、次いで、エッチングを施して2つのフォトダイ
オードを形成する。さらに、両方のp型半導体層3にp
電極1を設けると共に、n型半導体基板7の裏面にn電
極2を設けて、各p電極1とn電極2との間に、電圧源
20a(20b)と電流計21a(21b)と抵抗RL
とを接続する。
【0017】次に動作を説明する。フォトダイオード1
00aの光吸収層に光が照射されたとすると、光電流が
発生して、「電圧源20a→電流計21b→抵抗RL 」
の順に電流が流れる。そして、「(RL +RN )≪(R
L +RL )」、即ち、RL を十分大きく、例えば「RL
≫RN 」を満たすような抵抗値に設定しておけば、図4
中符号14で示すような電流経路が形成されずに、図1
中符号15で示すような電流経路が形成されるため、フ
ォトダイオード100aの光電流がフォトダイオード1
00bの回路部に流入して、フォトダイオード100b
が誤動作することはなくなる。この結果、電流計21b
によって電流は検出されず、電流計21aによって高精
度に光電流が検出されることになる。
00aの光吸収層に光が照射されたとすると、光電流が
発生して、「電圧源20a→電流計21b→抵抗RL 」
の順に電流が流れる。そして、「(RL +RN )≪(R
L +RL )」、即ち、RL を十分大きく、例えば「RL
≫RN 」を満たすような抵抗値に設定しておけば、図4
中符号14で示すような電流経路が形成されずに、図1
中符号15で示すような電流経路が形成されるため、フ
ォトダイオード100aの光電流がフォトダイオード1
00bの回路部に流入して、フォトダイオード100b
が誤動作することはなくなる。この結果、電流計21b
によって電流は検出されず、電流計21aによって高精
度に光電流が検出されることになる。
【0018】以上のように、この実施の形態によれば、
フォトダイオード100aからフォトダイオード100
bへ流れる光電流の電流経路が形成されなくなるので、
フォトダイオード100bによる誤検出がなくなるとと
もに、同一のn型半導体基板7上に2つのフォトダイオ
ードを形成することができるので、製造プロセスを簡易
化することが可能となる。
フォトダイオード100aからフォトダイオード100
bへ流れる光電流の電流経路が形成されなくなるので、
フォトダイオード100bによる誤検出がなくなるとと
もに、同一のn型半導体基板7上に2つのフォトダイオ
ードを形成することができるので、製造プロセスを簡易
化することが可能となる。
【0019】因みに、RL の値を「1k(Ω)」とし
て、RN の値が「0.5(mΩ)」程度の場合フォトダ
イオード100bが誤動作することがなくなることを確
認した。
て、RN の値が「0.5(mΩ)」程度の場合フォトダ
イオード100bが誤動作することがなくなることを確
認した。
【0020】なお、以上の説明は、n型半導体基板上に
2つのフォトダイオードを形成した場合を想定したもの
であるが、p型半導体基板上に2つのフォトダイオード
(この場合、フォトダイオードを構成するp型半導体と
n型半導体を反対にする)を形成してもよく、また、同
一半導体基板上に形成されるフォトダイオードは2個に
限られない。
2つのフォトダイオードを形成した場合を想定したもの
であるが、p型半導体基板上に2つのフォトダイオード
(この場合、フォトダイオードを構成するp型半導体と
n型半導体を反対にする)を形成してもよく、また、同
一半導体基板上に形成されるフォトダイオードは2個に
限られない。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
あるフォトダイオードから他のフォトダイオードへ流れ
る光電流の電流経路が形成されなくなるので、他のフォ
トダイオードによる誤検出がなくなるとともに、同一の
半導体基板上に複数のフォトダイオードを形成できるの
で、製造プロセスを簡易化することが可能となる。
あるフォトダイオードから他のフォトダイオードへ流れ
る光電流の電流経路が形成されなくなるので、他のフォ
トダイオードによる誤検出がなくなるとともに、同一の
半導体基板上に複数のフォトダイオードを形成できるの
で、製造プロセスを簡易化することが可能となる。
【図1】 本発明の実施の形態にかかる受光回路の回路
図である。
図である。
【図2】 半絶縁性半導体基板上にフォトダイオードを
形成したデュアルフォトダイオードの断面構成図であ
る。
形成したデュアルフォトダイオードの断面構成図であ
る。
【図3】 n型半導体基板上にフォトダイオードを形成
したデュアルフォトダイオードの断面構成図である。
したデュアルフォトダイオードの断面構成図である。
【図4】 従来の受光回路の回路図である。
1 p電極 2 n電極 3 p型半導体 4 光吸収層 5 n型半導体 6 半絶縁性半導体基板 7 n型半導体基板 10 分離溝 14 電流経路 20a 電圧源 20b 電圧源 21a 電流計 21b 電流計 100a フォトダイオード 100b フォトダイオード 200 n型半導体基板
Claims (1)
- 【請求項1】 照射された光を検出する回路であって、 第1の導電型の半導体層と光吸収層と第2の導電型の半
導体層とを順次積層した構造を有する複数のフォトダイ
オードを、前記第2の導電型の半導体層の夫々が互いに
電気的に分離するように、自身の表面に配置した前記第
1の導電型の半導体基板と、 前記第1の導電型の半導体基板の裏面に設けた第1の電
極と、 前記複数のフォトダイオードを構成する前記第2の導電
型の半導体層の夫々に設けた複数の第2の電極と、 前記第1の電極と前記第2の電極の夫々の間に設けら
れ、照射された光に応じてフォトダイオードに流れる電
流を検出するための複数の回路部とを備え、 前記各回路部は、 前記光吸収層から前記第1の電極までの抵抗値よりも十
分に大きな抵抗値をもつ抵抗を含むことを特徴とする受
光回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9296889A JPH11135822A (ja) | 1997-10-29 | 1997-10-29 | 受光回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9296889A JPH11135822A (ja) | 1997-10-29 | 1997-10-29 | 受光回路 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11135822A true JPH11135822A (ja) | 1999-05-21 |
Family
ID=17839480
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9296889A Pending JPH11135822A (ja) | 1997-10-29 | 1997-10-29 | 受光回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11135822A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2020149276A1 (ja) * | 2019-01-16 | 2020-07-23 | 日本電信電話株式会社 | 光検出器 |
-
1997
- 1997-10-29 JP JP9296889A patent/JPH11135822A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2020149276A1 (ja) * | 2019-01-16 | 2020-07-23 | 日本電信電話株式会社 | 光検出器 |
JP2020113715A (ja) * | 2019-01-16 | 2020-07-27 | 日本電信電話株式会社 | 光検出器 |
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