JPS59105382A - 受光素子 - Google Patents
受光素子Info
- Publication number
- JPS59105382A JPS59105382A JP57215064A JP21506482A JPS59105382A JP S59105382 A JPS59105382 A JP S59105382A JP 57215064 A JP57215064 A JP 57215064A JP 21506482 A JP21506482 A JP 21506482A JP S59105382 A JPS59105382 A JP S59105382A
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- JP
- Japan
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- film
- refractive index
- dielectric film
- light
- reflection
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/02—Details
- H01L31/0232—Optical elements or arrangements associated with the device
- H01L31/02327—Optical elements or arrangements associated with the device the optical elements being integrated or being directly associated to the device, e.g. back reflectors
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は光フアイバー通信用の受光素子に関する。
近年光通信システムも多様化し、単一波長を用いた通信
ではなく波長多重システム等複数の波長の光を用いた通
信が行われるようになってきた。
ではなく波長多重システム等複数の波長の光を用いた通
信が行われるようになってきた。
このため受光素子もこれに対応すべく０．８μｍ帯では
３ｉを用いたもの１μｍ帯ではＧｅ及びＩｎＱａＡｓ系
の化合物半導体を用いたものが開発されている。
３ｉを用いたもの１μｍ帯ではＧｅ及びＩｎＱａＡｓ系
の化合物半導体を用いたものが開発されている。
光通信に用いている受光素子はその受光効率を最大限に
高めるために受光面に反射防止膜が形成されている。用
いられている誘電体膜としては５ｉＯｚ膜、８ｉＮ膜等
がある。
高めるために受光面に反射防止膜が形成されている。用
いられている誘電体膜としては５ｉＯｚ膜、８ｉＮ膜等
がある。
ここで反射防止膜について説明する。一般に空気中から
屈折率ｎの結晶に波長式の光が入射する際に反射をＯと
するための条件は次の式で規定される。この結晶表面に
屈折率ｎ１膜厚ｄ、の誘電体膜を形成した場合で入射光
は垂直入射とするとｎ１ｄ、＝λ／４ ｔ ” ｒ ”
” ｒｌ ｎ ｏ （ｎｏは空気中の屈折率）の関係
を満足しなければならない。すなわち入射光の波長式に
関し誘電体膜のｎｌを決めるとｄ、は一義的に決定され
る。ｎｌ、ｄ、を決定した場合はある波長の入射光に対
しては反射防止膜としての効果を示すが、入射光の波長
が変わると反射防止膜としての効果は弱くなる。
屈折率ｎの結晶に波長式の光が入射する際に反射をＯと
するための条件は次の式で規定される。この結晶表面に
屈折率ｎ１膜厚ｄ、の誘電体膜を形成した場合で入射光
は垂直入射とするとｎ１ｄ、＝λ／４ ｔ ” ｒ ”
” ｒｌ ｎ ｏ （ｎｏは空気中の屈折率）の関係
を満足しなければならない。すなわち入射光の波長式に
関し誘電体膜のｎｌを決めるとｄ、は一義的に決定され
る。ｎｌ、ｄ、を決定した場合はある波長の入射光に対
しては反射防止膜としての効果を示すが、入射光の波長
が変わると反射防止膜としての効果は弱くなる。
本発明の目的は波長の異る入射光に対し変らぬ反射防止
特性を持つ反射防止膜を得ることにある。
特性を持つ反射防止膜を得ることにある。
本発明によると反射防止膜として屈折率を連続的に変化
させた誘電体膜を形成することによシ異る波長に対し高
い入射効率を持った受光素子が得られる。
させた誘電体膜を形成することによシ異る波長に対し高
い入射効率を持った受光素子が得られる。
一般に反射防止膜は単層の誘電体膜によ多構成されるよ
シも屈折率の異る誘電体膜を重ね合わせた多層構造によ
多構成される。屈折率の異る誘電体膜を重ね合わせた反
射防止膜では反射率の波長依存性が単層膜による反射防
止膜と比較してなだらかになる。本発明における屈折率
を連続的に変化させた誘電体膜はこの屈折率の異る誘電
体膜を重ね合わせた多層構造を無限に多段にした極限の
構造と誓えられる。一般に多層膜を形成するためには屈
折率の異る異種の誘電体膜を重ね合わせるが半導体結晶
上に気相成長によシ反射防止膜を形成する場合は異種の
誘電体膜を重ね合わせるよシも５ｉｎ２． ＳｉＮ等の
単一の物質で構成された誘電体膜の組成比を変化させる
ことによシ屈折率を連続的に変化させる方が容易である
。
シも屈折率の異る誘電体膜を重ね合わせた多層構造によ
多構成される。屈折率の異る誘電体膜を重ね合わせた反
射防止膜では反射率の波長依存性が単層膜による反射防
止膜と比較してなだらかになる。本発明における屈折率
を連続的に変化させた誘電体膜はこの屈折率の異る誘電
体膜を重ね合わせた多層構造を無限に多段にした極限の
構造と誓えられる。一般に多層膜を形成するためには屈
折率の異る異種の誘電体膜を重ね合わせるが半導体結晶
上に気相成長によシ反射防止膜を形成する場合は異種の
誘電体膜を重ね合わせるよシも５ｉｎ２． ＳｉＮ等の
単一の物質で構成された誘電体膜の組成比を変化させる
ことによシ屈折率を連続的に変化させる方が容易である
。
次に図面を用いて本発明の実施例を詳細に説明する。こ
の実施例では受光素子として［有］の受光ダイオードを
用いた場合について説明する。ｎ形［有］基板１）乙Ｐ
＋ｎ接自２を形成し、受光部３には入射光の反射防止の
ために誘電体膜４が形成される。
の実施例では受光素子として［有］の受光ダイオードを
用いた場合について説明する。ｎ形［有］基板１）乙Ｐ
＋ｎ接自２を形成し、受光部３には入射光の反射防止の
ために誘電体膜４が形成される。
Ｇｅの屈折率ｎは３．５であるので反射防止膜の原理１
”２ｎｎｏから受光部３に形成される誘電体膜４の屈折
率ｎｌは１．８７となる。今、仮に入射光の波長人を１
．３μｍとするとｎ１ｄｌ−λ／４の関係がらｄｌは１
７４０Ａでなければならない。このような誘電体膜４を
受光部３に形成した場合入射光の波長が１．３μｍの場
合は反射防止膜の特性が最大に発揮され入射光の反射率
はほぼ０となる。しかしながら入射光の波長が１．３μ
ｍからずれた場合は反射防止膜としての効果が弱くな）
、第２図の実線５に見られるように特定波要人。６で０
であった反射率Ｒが他の波長の入射光に対しては著るし
い増加傾向を示す。
”２ｎｎｏから受光部３に形成される誘電体膜４の屈折
率ｎｌは１．８７となる。今、仮に入射光の波長人を１
．３μｍとするとｎ１ｄｌ−λ／４の関係がらｄｌは１
７４０Ａでなければならない。このような誘電体膜４を
受光部３に形成した場合入射光の波長が１．３μｍの場
合は反射防止膜の特性が最大に発揮され入射光の反射率
はほぼ０となる。しかしながら入射光の波長が１．３μ
ｍからずれた場合は反射防止膜としての効果が弱くな）
、第２図の実線５に見られるように特定波要人。６で０
であった反射率Ｒが他の波長の入射光に対しては著るし
い増加傾向を示す。
次に第３図に受光面部分を拡大した図を示す。
Ｇｅ結晶７上に形成した誘電体膜８において、屈折率を
Ｇｅ７に接触した側から表面に向って連続的に減少させ
て行った場合について考える。
Ｇｅ７に接触した側から表面に向って連続的に減少させ
て行った場合について考える。
この目的を満足するだめの誘電体膜としてはプラズマＣ
ＶＤによシ形成されるＳｉＮ膜が最適でおる。プラズマ
ＣＶＤによる８ｉＮ膜は成長条件によＪＳｉ、！：Ｎの
組成比を変えることが出来、屈折率も１．８〜２．０の
間の任意の値をとることが出来る。
ＶＤによシ形成されるＳｉＮ膜が最適でおる。プラズマ
ＣＶＤによる８ｉＮ膜は成長条件によＪＳｉ、！：Ｎの
組成比を変えることが出来、屈折率も１．８〜２．０の
間の任意の値をとることが出来る。
この誘電体膜８の平均屈折率ｎ１ｉＱｅ結晶に関する反
・射防止膜の条件ｎＩ２＊ｎｎｏを満足する１、８７と
する。介入射光の波長λ０を１．３μｍと仮定してｎ１
ｄ、＝λ／４の条件からｄＩ＝１７４０又とする。本発
明のように誘電体膜８の屈折率が連続的に変化している
場合は入射光の波長がλＯからずれてきた場合において
も反射率の着るましい増加は起らない。
・射防止膜の条件ｎＩ２＊ｎｎｏを満足する１、８７と
する。介入射光の波長λ０を１．３μｍと仮定してｎ１
ｄ、＝λ／４の条件からｄＩ＝１７４０又とする。本発
明のように誘電体膜８の屈折率が連続的に変化している
場合は入射光の波長がλＯからずれてきた場合において
も反射率の着るましい増加は起らない。
この関係は第２図の点線９に示す。
このようにして本発明のようにＧｅｋ晶７における反射
防止のための誘電体膜８の屈折率をＧｅ結晶７に接触す
る側から表面に向って連続的に減少させることによシ異
なる波長の入射光に対し反射防止特性が損なわれず反射
率の著るしい増加が起らない。
防止のための誘電体膜８の屈折率をＧｅ結晶７に接触す
る側から表面に向って連続的に減少させることによシ異
なる波長の入射光に対し反射防止特性が損なわれず反射
率の著るしい増加が起らない。
この実施例においては受光素子としてＧｅを用いたがＩ
ｎＧａＡＳ糸の化合物材料を用いた受光素子においても
及びＳｉを用いた受光素子においても同様の効果がある
ことは明らかである。
ｎＧａＡＳ糸の化合物材料を用いた受光素子においても
及びＳｉを用いた受光素子においても同様の効果がある
ことは明らかである。
第１図は本発明の受光素子の断面概略図。第２図は反射
率Ｒの波長依存性を示すグラフ、第３図は受光素子の受
光部分を拡大した断面図。 １・・・・・・Ｇｅ結晶、 ２・・・・・・Ｐ＋ｎ接合
、３・・・・・・受光部、４・・・・・・反射防止膜、
５・・・・・・均一な末折率を持った誘電体膜を反射防
止膜として用いた場合、６・・・・・・この反射防止膜
によシ反射率が０となるように仮に設定した中心波長λ
。、７・・・・・・Ｇｅ結晶、 ８・・・・・・誘電体
膜、９・・・・・・屈折率を連続的に変化させた誘電体
膜を反射防止膜として用いた場合の波長と反射率の関係
。
率Ｒの波長依存性を示すグラフ、第３図は受光素子の受
光部分を拡大した断面図。 １・・・・・・Ｇｅ結晶、 ２・・・・・・Ｐ＋ｎ接合
、３・・・・・・受光部、４・・・・・・反射防止膜、
５・・・・・・均一な末折率を持った誘電体膜を反射防
止膜として用いた場合、６・・・・・・この反射防止膜
によシ反射率が０となるように仮に設定した中心波長λ
。、７・・・・・・Ｇｅ結晶、 ８・・・・・・誘電体
膜、９・・・・・・屈折率を連続的に変化させた誘電体
膜を反射防止膜として用いた場合の波長と反射率の関係
。
Claims (1)
- 受光面上に屈折率を連続的に変化させた誘電体膜を形成
したことを特徴とする受光素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57215064A JPS59105382A (ja) | 1982-12-08 | 1982-12-08 | 受光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57215064A JPS59105382A (ja) | 1982-12-08 | 1982-12-08 | 受光素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59105382A true JPS59105382A (ja) | 1984-06-18 |
Family
ID=16666151
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57215064A Pending JPS59105382A (ja) | 1982-12-08 | 1982-12-08 | 受光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59105382A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS625886A (ja) * | 1985-07-01 | 1987-01-12 | Kanzaki Paper Mfg Co Ltd | 感熱記録体 |
| JPH08288261A (ja) * | 1995-04-20 | 1996-11-01 | Nec Corp | フォトダイオードの製造方法 |
| JP2002270879A (ja) * | 2001-03-14 | 2002-09-20 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置 |
-
1982
- 1982-12-08 JP JP57215064A patent/JPS59105382A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS625886A (ja) * | 1985-07-01 | 1987-01-12 | Kanzaki Paper Mfg Co Ltd | 感熱記録体 |
| JPH0410875B2 (ja) * | 1985-07-01 | 1992-02-26 | ||
| JPH08288261A (ja) * | 1995-04-20 | 1996-11-01 | Nec Corp | フォトダイオードの製造方法 |
| JP2002270879A (ja) * | 2001-03-14 | 2002-09-20 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置 |
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