JPH11307805A - 導波路型フォトダイオード及びその製造方法 - Google Patents
導波路型フォトダイオード及びその製造方法Info
- Publication number
- JPH11307805A JPH11307805A JP10107484A JP10748498A JPH11307805A JP H11307805 A JPH11307805 A JP H11307805A JP 10107484 A JP10107484 A JP 10107484A JP 10748498 A JP10748498 A JP 10748498A JP H11307805 A JPH11307805 A JP H11307805A
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- Japan
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- multilayer film
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 導波路型フォトダイオードの光電変換効率を
改善し、更に製造が容易な構造を提案する。 【解決手段】 絶縁性基板に凹溝２０を形成し、この凹
溝の内部に一方の導電形式の光導波層２と、光吸収層
３，クラッド層４，コンタクト層５を順に製膜すると共
に、これら多層膜の一部に他方の導電形式の拡散領域を
形成し、この拡散領域と元の導電形式の多層膜の表面に
電極を被着形成し、これらの電極から光電変換された電
流を取り出す構造とした。
改善し、更に製造が容易な構造を提案する。 【解決手段】 絶縁性基板に凹溝２０を形成し、この凹
溝の内部に一方の導電形式の光導波層２と、光吸収層
３，クラッド層４，コンタクト層５を順に製膜すると共
に、これら多層膜の一部に他方の導電形式の拡散領域を
形成し、この拡散領域と元の導電形式の多層膜の表面に
電極を被着形成し、これらの電極から光電変換された電
流を取り出す構造とした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は例えば光集積回路
素子等に組み込んで利用することができる導波路型フォ
トダイオードとその製造方法に関する。
素子等に組み込んで利用することができる導波路型フォ
トダイオードとその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】図３に従来の導波路型フォトダイオード
の製造工程を示す。先ず図３Ａに示す基板１０を用意す
る。この基板１０は、例えばｎ型の導電形式を採るＩｎ
Ｐによって構成することができる。基板１０の一方の面
に、例えばｎ型のＩｎＧａＡｓＰから成る光導波層２
と、Ｎ型のＩｎＧａＡｓから成る光吸収層３と、その上
にＰ型のＩｎＧａＡｓＰから成る光導波層１１，Ｐ型の
ＩｎＰから成るクラッド層４，Ｐ型のＩｎＧａＡｓＰか
ら成るコンタクト層５をそれぞれ一層ずつ成長形成する
（図３Ｂ）。
の製造工程を示す。先ず図３Ａに示す基板１０を用意す
る。この基板１０は、例えばｎ型の導電形式を採るＩｎ
Ｐによって構成することができる。基板１０の一方の面
に、例えばｎ型のＩｎＧａＡｓＰから成る光導波層２
と、Ｎ型のＩｎＧａＡｓから成る光吸収層３と、その上
にＰ型のＩｎＧａＡｓＰから成る光導波層１１，Ｐ型の
ＩｎＰから成るクラッド層４，Ｐ型のＩｎＧａＡｓＰか
ら成るコンタクト層５をそれぞれ一層ずつ成長形成する
（図３Ｂ）。
【０００３】これらの層２，３，１１，４，５を形成し
た後、コンタクト層５の上面に図３Ｃに示すようにマス
クＭＳを被着形成し、マスクＭＳを形成しない部分をエ
ッチングにより基板１０の表面が露出するまでストライ
プ状にエッチング除去する（図３Ｃ）。エッチング除去
した部分に図４に示すように絶縁性埋込層１２を再度結
晶成長させる。その後、上部に図４に示すように絶縁膜
７を形成し、この絶縁膜７に開口部７Ａを形成してコン
タクト層５の一部を露出させ、絶縁膜７の上に図５に示
すようにＰ電極９を形成する。下部には基板１０の底面
にＮ電極８を形成する。
た後、コンタクト層５の上面に図３Ｃに示すようにマス
クＭＳを被着形成し、マスクＭＳを形成しない部分をエ
ッチングにより基板１０の表面が露出するまでストライ
プ状にエッチング除去する（図３Ｃ）。エッチング除去
した部分に図４に示すように絶縁性埋込層１２を再度結
晶成長させる。その後、上部に図４に示すように絶縁膜
７を形成し、この絶縁膜７に開口部７Ａを形成してコン
タクト層５の一部を露出させ、絶縁膜７の上に図５に示
すようにＰ電極９を形成する。下部には基板１０の底面
にＮ電極８を形成する。
【０００４】光吸収層３及びその上下の光導波層２及び
１１に光が入射すると、光吸収層３で光電変換される。
発生した電流は左右を絶縁性埋込層１２に挟まれている
ため上下の電極８と９に流れる。
１１に光が入射すると、光吸収層３で光電変換される。
発生した電流は左右を絶縁性埋込層１２に挟まれている
ため上下の電極８と９に流れる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来の導波路型フォト
ダイオードは結晶成長させた光導波路２及び１１，光吸
収層３等、組成が異なる半導体多層膜をストライブ状に
エッチングした後、左右に絶縁性埋込層１２を再度結晶
成長させる必要がある。組成が異なる多層膜は、各組成
ごとにエッチング速度が異なるため、図３Ｃに示すよう
にエッチングされた断面が垂直面に仕上がらず、凹凸が
形成されてしまう傾向がある。
ダイオードは結晶成長させた光導波路２及び１１，光吸
収層３等、組成が異なる半導体多層膜をストライブ状に
エッチングした後、左右に絶縁性埋込層１２を再度結晶
成長させる必要がある。組成が異なる多層膜は、各組成
ごとにエッチング速度が異なるため、図３Ｃに示すよう
にエッチングされた断面が垂直面に仕上がらず、凹凸が
形成されてしまう傾向がある。
【０００６】従って、多層膜の部分と絶縁性埋込層１２
との境界面は均一な面に形成されないため、その境界部
分から電流のリークが発生し、光電変換効率が下がる欠
点がある。この発明の目的は光電変換効率が従来のもの
より高い導波路型フォトダイオードの構造とその製造方
法を提案するものである。
との境界面は均一な面に形成されないため、その境界部
分から電流のリークが発生し、光電変換効率が下がる欠
点がある。この発明の目的は光電変換効率が従来のもの
より高い導波路型フォトダイオードの構造とその製造方
法を提案するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明では絶縁基板の
一方の面に凹溝を形成し、この凹溝の内部に一方の導電
形式を採る光導波路層、光吸収層、光導波層、クラッド
層、コンタクト層を順に製膜すると共に、これら多層膜
の一部に上記光吸収層に達する深さにわたって他方の導
電形式の拡散層を形成し、この拡散層を形成した領域
と、上記一方の導電形式を採る多層膜の上面にそれぞれ
電極を形成した構造の導波路型フォトダイオードとその
製造方法を提案するものである。
一方の面に凹溝を形成し、この凹溝の内部に一方の導電
形式を採る光導波路層、光吸収層、光導波層、クラッド
層、コンタクト層を順に製膜すると共に、これら多層膜
の一部に上記光吸収層に達する深さにわたって他方の導
電形式の拡散層を形成し、この拡散層を形成した領域
と、上記一方の導電形式を採る多層膜の上面にそれぞれ
電極を形成した構造の導波路型フォトダイオードとその
製造方法を提案するものである。
【０００８】この発明による光導波路型フォトダイオー
ドによれば、予め絶縁性基板に凹溝を形成し、この凹溝
の内部に多層膜を製膜するから、多層膜の側面は凹溝の
側面に対して均一に接した状態で形成される。従って、
電流のリークが発生することがなく、光電変換効率が高
められる。更に、この発明では組成の異なる半導体膜を
エッチングする工程が全く無いので、従来のものに比べ
て製造が容易となり、また製造に要する時間を短縮する
ことができる利点が得られる。
ドによれば、予め絶縁性基板に凹溝を形成し、この凹溝
の内部に多層膜を製膜するから、多層膜の側面は凹溝の
側面に対して均一に接した状態で形成される。従って、
電流のリークが発生することがなく、光電変換効率が高
められる。更に、この発明では組成の異なる半導体膜を
エッチングする工程が全く無いので、従来のものに比べ
て製造が容易となり、また製造に要する時間を短縮する
ことができる利点が得られる。
【０００９】
【発明の実施の形態】図１及び図２にこの発明の実施例
を示す。図１はこの発明による導波路型フォトダイオー
ドの完成した状態を示す。この発明による導波路型フォ
トダイオードの構造上の特徴とする点は、絶縁性基板１
が光導波層２と光吸収層３，クラッド層４，コンタクト
層５から成る多層膜の部分を同一の部材によって取り囲
んでいる点と、多層膜を構成する光導波層２，光吸収層
３，クラッド層４，コンタクト層５を一方の導電形式の
組成によって形成し、その一部に他方の導電形式の素材
を拡散させて、他方の導電形式の領域を形成してＰ−Ｎ
接合面を形成した点にある。
を示す。図１はこの発明による導波路型フォトダイオー
ドの完成した状態を示す。この発明による導波路型フォ
トダイオードの構造上の特徴とする点は、絶縁性基板１
が光導波層２と光吸収層３，クラッド層４，コンタクト
層５から成る多層膜の部分を同一の部材によって取り囲
んでいる点と、多層膜を構成する光導波層２，光吸収層
３，クラッド層４，コンタクト層５を一方の導電形式の
組成によって形成し、その一部に他方の導電形式の素材
を拡散させて、他方の導電形式の領域を形成してＰ−Ｎ
接合面を形成した点にある。
【００１０】図２を用いてこの発明による導波路型フォ
トダイオードの製造方法を説明する。例えばＮ型の導電
形式を採るＩｎＰから成る絶縁性基板１に図２Ａに示す
ように凹溝２０を形成する。凹溝２０の内部に図２Ｂに
示すように光導波層２と光吸収層３，光導波層２，クラ
ッド層４，コンタクト層５を順に製膜する。これら各層
の組成としては、例えば光導波層２はＮ型の導電形式を
採るｎ−ＩｎＧａＡｓＰを用いる。光吸収層３も同様に
Ｎ型導電形式を採るｎ−ＩｎＧａＡｓによって形成し、
更にクラッド層４も同様にＮ型導電形式のｎ−ＩｎＰに
よって形成し、コンタクト層５もｎ型導電形式のＩｎＧ
ａＡｓＰによって形成する。
トダイオードの製造方法を説明する。例えばＮ型の導電
形式を採るＩｎＰから成る絶縁性基板１に図２Ａに示す
ように凹溝２０を形成する。凹溝２０の内部に図２Ｂに
示すように光導波層２と光吸収層３，光導波層２，クラ
ッド層４，コンタクト層５を順に製膜する。これら各層
の組成としては、例えば光導波層２はＮ型の導電形式を
採るｎ−ＩｎＧａＡｓＰを用いる。光吸収層３も同様に
Ｎ型導電形式を採るｎ−ＩｎＧａＡｓによって形成し、
更にクラッド層４も同様にＮ型導電形式のｎ−ＩｎＰに
よって形成し、コンタクト層５もｎ型導電形式のＩｎＧ
ａＡｓＰによって形成する。
【００１１】層２，３，４，５を形成した後に、これら
の多層膜の一部にＰ型の導電素材を拡散させてＰ型の拡
散領域６を形成する。Ｐ型導電素材としては、例えばＺ
ｎを用いることができる。なお、拡散領域６は凹溝２０
の長手方向に関して、凹溝２０の長手方向の全体にわた
って形成する。コンタクト層５の上面は絶縁性基板１の
上面と同一面となるように形成し、その上に例えばＳi
Ｏ2 のような絶縁材料によって絶縁膜７を被着形成す
る。絶縁膜７には拡散領域６に接する開口と、Ｎ型領域
のままに残された部分に接する開口とを形成し、これら
各開口を通じて拡散領域６にはＰ電極９を接続して形成
し、他方にはＮ電極８を接続して完成する（図２Ｃ）。
の多層膜の一部にＰ型の導電素材を拡散させてＰ型の拡
散領域６を形成する。Ｐ型導電素材としては、例えばＺ
ｎを用いることができる。なお、拡散領域６は凹溝２０
の長手方向に関して、凹溝２０の長手方向の全体にわた
って形成する。コンタクト層５の上面は絶縁性基板１の
上面と同一面となるように形成し、その上に例えばＳi
Ｏ2 のような絶縁材料によって絶縁膜７を被着形成す
る。絶縁膜７には拡散領域６に接する開口と、Ｎ型領域
のままに残された部分に接する開口とを形成し、これら
各開口を通じて拡散領域６にはＰ電極９を接続して形成
し、他方にはＮ電極８を接続して完成する（図２Ｃ）。
【００１２】このようにして作られた導波路型フォトダ
イオードによれば、図１に示すように光吸収層３を中心
に光が入射されることにより、光吸収層３で光電変換さ
れ、電極８と９に光電変換された電流が取り出される。
ここで各層２，３，４，５はそれぞれ凹溝２０内で成長
法により製膜されるから、凹溝２０の側面に対して、各
層２，３，４，５は均一に接して形成される。この結
果、各層２，３，４，５の各側面と凹溝２０の側面との
間の接合部分で電流がリークすることがない。従って、
従来の光導波路型フォトダイオードより光電変換効率が
高められる。
イオードによれば、図１に示すように光吸収層３を中心
に光が入射されることにより、光吸収層３で光電変換さ
れ、電極８と９に光電変換された電流が取り出される。
ここで各層２，３，４，５はそれぞれ凹溝２０内で成長
法により製膜されるから、凹溝２０の側面に対して、各
層２，３，４，５は均一に接して形成される。この結
果、各層２，３，４，５の各側面と凹溝２０の側面との
間の接合部分で電流がリークすることがない。従って、
従来の光導波路型フォトダイオードより光電変換効率が
高められる。
【００１３】なお、上述の実施例では光導波層２，光吸
収層３，クラッド層４，コンタクト層５を全てＮ型の導
電形式の材料で形成したが、Ｐ型材料で形成し、拡散領
域６をＮ型材料によって拡散して形成してもよい。
収層３，クラッド層４，コンタクト層５を全てＮ型の導
電形式の材料で形成したが、Ｐ型材料で形成し、拡散領
域６をＮ型材料によって拡散して形成してもよい。
【００１４】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれば
従来の導波路型フォトダイオードより光電変換効率が数
％程度高い導波路型フォトダイオードを得ることができ
る。しかも、組成が異なる多層の半導体層をエッチング
する必要がないから、製造が容易である。更に製造に要
する時間も従来より短縮することができる利点もあり、
製造上は元より実用上においてもその効果は頗る大であ
る。
従来の導波路型フォトダイオードより光電変換効率が数
％程度高い導波路型フォトダイオードを得ることができ
る。しかも、組成が異なる多層の半導体層をエッチング
する必要がないから、製造が容易である。更に製造に要
する時間も従来より短縮することができる利点もあり、
製造上は元より実用上においてもその効果は頗る大であ
る。
【図１】この発明による導波路型フォトダイオードの一
例を示す斜視図。
例を示す斜視図。
【図２】この発明による導波路型フォトダイオードの製
造方法を説明するための工程図。
造方法を説明するための工程図。
【図３】従来の導波路型フォトダイオードの製造方法を
説明するための工程図。
説明するための工程図。
【図４】図３で説明する従来の製造方法における途中の
工程を説明するための図。
工程を説明するための図。
【図５】従来の導波路型フォトダイオードの構造を説明
するための斜視図。
するための斜視図。
１ 絶縁性基板 ２ 光導波層 ３ 光吸収層 ４ クラッド層 ５ コンタクト層 ６ 拡散領域 ７ 絶縁膜 ８ Ｎ電極 ９ Ｐ電極 ２０ 凹溝
Claims (4)
- 【請求項１】 Ａ．凹溝が形成された絶縁性基板と、 Ｂ．この絶縁性基板に形成された凹溝内に一方の導電形
式を採る光導波層、光吸収層、光導波層、クラッド層、
コンタクト層を順に成長形成した多層膜と、 Ｃ．上記多層膜の一部に拡散形成され、他方の導電形式
を採る拡散領域と、 Ｄ．上記多層膜及び上記絶縁性基板の上面に形成され、
上記拡散領域の一部を露出させる窓と、上記拡散領域が
形成されない上記多層膜の表面を露出させる窓とを具備
した絶縁膜と、 Ｅ．この絶縁膜に形成された窓を通じて上記拡散領域に
電気的に接続された電極と、上記拡散領域が形成されな
い上記多層膜の表面に電気的に接続された電極と、 を具備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。 - 【請求項２】 請求項１記載の導波路型フォトダイオー
ドにおいて、上記多層膜をＮ型導電形式を採る材料で構
成し、上記拡散領域をＰ型導電形式を採る素材を拡散し
て形成したことを特徴とする導波路型フォトダイオー
ド。 - 【請求項３】 請求項１記載の導波路型フォトダイオー
ドにおいて、上記多層膜をＰ型導電形式を採る材料で構
成し、上記拡散領域をＮ型導電形式を採る素材を拡散し
て形成したことを特徴とする導波路型フォトダイオー
ド。 - 【請求項４】 Ａ．絶縁性基板の一方の面に凹溝を形成
する工程と、 Ｂ．この絶縁性基板に形成した凹溝の内部に一方の導電
形式を採る材料により光導波層、光吸収層、光導波層、
クラッド層、コンタクト層の順に積層して形成する製膜
工程と、 Ｃ．この製膜工程で形成した多層膜の一部に他方の導電
形式を採る拡散領域を形成する拡散工程と、 Ｄ．この拡散工程によって形成された拡散領域と元の導
電形式のままに残された多層膜の表面に電極を接続形成
する工程と、 を含むことを特徴とする導波路型フォトダイオードの製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10107484A JPH11307805A (ja) | 1998-04-17 | 1998-04-17 | 導波路型フォトダイオード及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10107484A JPH11307805A (ja) | 1998-04-17 | 1998-04-17 | 導波路型フォトダイオード及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11307805A true JPH11307805A (ja) | 1999-11-05 |
Family
ID=14460396
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10107484A Withdrawn JPH11307805A (ja) | 1998-04-17 | 1998-04-17 | 導波路型フォトダイオード及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11307805A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003056634A1 (fr) * | 2001-12-27 | 2003-07-10 | Hamamatsu Photonics K.K. | Photodetecteur a semi-conducteur et procede de fabrication |
| US7214971B2 (en) | 2003-06-13 | 2007-05-08 | Hamamatsu Photonics K.K. | Semiconductor light-receiving device |
| US9715069B2 (en) | 2015-04-30 | 2017-07-25 | Electronics And Telecommunications Research Institute | Photo diode |
| WO2022059261A1 (ja) * | 2020-09-16 | 2022-03-24 | 浜松ホトニクス株式会社 | 光検出モジュール及びビート分光装置 |
-
1998
- 1998-04-17 JP JP10107484A patent/JPH11307805A/ja not_active Withdrawn
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003056634A1 (fr) * | 2001-12-27 | 2003-07-10 | Hamamatsu Photonics K.K. | Photodetecteur a semi-conducteur et procede de fabrication |
| US7259439B2 (en) | 2001-12-27 | 2007-08-21 | Hamamatsu Photonics K.K. | Semiconductor photodetector and its production method |
| US7214971B2 (en) | 2003-06-13 | 2007-05-08 | Hamamatsu Photonics K.K. | Semiconductor light-receiving device |
| CN100433341C (zh) * | 2003-06-13 | 2008-11-12 | 浜松光子学株式会社 | 半导体光接收器件 |
| US9715069B2 (en) | 2015-04-30 | 2017-07-25 | Electronics And Telecommunications Research Institute | Photo diode |
| WO2022059261A1 (ja) * | 2020-09-16 | 2022-03-24 | 浜松ホトニクス株式会社 | 光検出モジュール及びビート分光装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20050705 |