JPS59110178A - 受光素子 - Google Patents
受光素子Info
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- JPS59110178A JPS59110178A JP57219925A JP21992582A JPS59110178A JP S59110178 A JPS59110178 A JP S59110178A JP 57219925 A JP57219925 A JP 57219925A JP 21992582 A JP21992582 A JP 21992582A JP S59110178 A JPS59110178 A JP S59110178A
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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
-
- 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
- H01L31/08—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 in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors
- H01L31/10—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 in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors characterised by potential barriers, e.g. phototransistors
- H01L31/101—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation
- H01L31/102—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by only one potential barrier
- H01L31/105—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by only one potential barrier the potential barrier being of the PIN type
- H01L31/1055—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by only one potential barrier the potential barrier being of the PIN type the devices comprising amorphous materials of Group IV of the Periodic Table
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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、’ｔＹ： ／電気変換を効率よく行なうため
、集光性レンズと一体化した受）ＹＳ素子に関する。
、集光性レンズと一体化した受）ＹＳ素子に関する。
近年、半導体レーザーや光学ファイバーの性能同上によ
り、光による情報処理や伝送技術が発展し、オフィス内
でもその使用が横割されつつある。
り、光による情報処理や伝送技術が発展し、オフィス内
でもその使用が横割されつつある。
光による情報処理系の基本構成は、次の３部からなる。
（１）電気信号を光信号に変換するＥ ／ Ｏ系（２）
光信号を分岐２分波２合ｅ、スイッチングする系 （３）光信号を電気イに号に変換する。 ／ Ｅ基本発
明と関係のろるＯ ／ Ｅ系について、従来の基本構成
を第１図に示す。
光信号を分岐２分波２合ｅ、スイッチングする系 （３）光信号を電気イに号に変換する。 ／ Ｅ基本発
明と関係のろるＯ ／ Ｅ系について、従来の基本構成
を第１図に示す。
ファイバー■から出射した光■は集光性ロッドレンズ■
により、フォトダイオード又はフォトランジスタ■に導
かれ、電気信号として出力される。
により、フォトダイオード又はフォトランジスタ■に導
かれ、電気信号として出力される。
この様なディスクリートな系に於いては、個々の部品の
位置合わせ、保持構造等に問題が多く、０／Ｅデバイス
の普及には、より単純化された構成が必要とさ九てい友
。
位置合わせ、保持構造等に問題が多く、０／Ｅデバイス
の普及には、より単純化された構成が必要とさ九てい友
。
本発明の特徴は、上記レンズとフォトダイオードを一体
化する事により、コンパクトな、又、高性能なＯ／Ｅデ
バイス金提供した点にある。
化する事により、コンパクトな、又、高性能なＯ／Ｅデ
バイス金提供した点にある。
以下、実施例に従い本発明を説明する。
本発明に基づく集光性受光デバイスの基本構成を第２図
に示す。基板■は、ＢＫ−７ガラスにＴＢ、“→Ｎａ＋
、に＋のイオン交換を利用して、屈折率の半球状分布■
を形成してなる平板状レンズ体である。基板上には透明
電極（Ｉ ｎ２０３ ｏｒ Ａｌ１）■、ｎ型α−３ｉ
層■、ノンドープα−８ｉＪ％ｌ■。
に示す。基板■は、ＢＫ−７ガラスにＴＢ、“→Ｎａ＋
、に＋のイオン交換を利用して、屈折率の半球状分布■
を形成してなる平板状レンズ体である。基板上には透明
電極（Ｉ ｎ２０３ ｏｒ Ａｌ１）■、ｎ型α−３ｉ
層■、ノンドープα−８ｉＪ％ｌ■。
ｐ型α−３ｉ層［Ｆ］、信号取り出し用のＡＩ電極０か
らなるフォトダイオードが形成されている。
らなるフォトダイオードが形成されている。
平版状マイクロレンズの作製は、Ｅ１θｃｔｒｎ。
Ｌｅｔｔ、 １’７ （１３） Ｐ２Ｓ５（１９８１
）に記載の方式に従い行なつｙｅ。第３図は、その概略
を示す。
）に記載の方式に従い行なつｙｅ。第３図は、その概略
を示す。
ＢＫ−７ガラス板を融着又は掘削によ９箱型にした厚さ
５島の試料ガラス０の凸面０には、光学研磨後Ｔ ｉ
ｆ １μスパツタし、フォトリソグラフィーにより、直
径１００’μの円形パターンからなるマスク０が形成さ
れている。マスク面側は、ＴＲ２ＳＯ４：ＺｎＳＯ４：
Ｋ２Ｓ０４＝３：４：３（重量比）からなる溶融塩［
相］、反対側はに２Ｓ○４：ＺｎＳＯ４： Ｎａ２ＳＯ
４＝ ３ ： ４ ： ３からなる溶融塩［株］に接し
、各部には白金型％＠ 、 ＠が浸シ、その間にり、Ｃ
，３０〜ＳＯＶが２〜８時間印加される。この他、時間
が数日かかるが、無電界での熱拡散を利用しても同様の
ものが得られる。
５島の試料ガラス０の凸面０には、光学研磨後Ｔ ｉ
ｆ １μスパツタし、フォトリソグラフィーにより、直
径１００’μの円形パターンからなるマスク０が形成さ
れている。マスク面側は、ＴＲ２ＳＯ４：ＺｎＳＯ４：
Ｋ２Ｓ０４＝３：４：３（重量比）からなる溶融塩［
相］、反対側はに２Ｓ○４：ＺｎＳＯ４： Ｎａ２ＳＯ
４＝ ３ ： ４ ： ３からなる溶融塩［株］に接し
、各部には白金型％＠ 、 ＠が浸シ、その間にり、Ｃ
，３０〜ＳＯＶが２〜８時間印加される。この他、時間
が数日かかるが、無電界での熱拡散を利用しても同様の
ものが得られる。
この様にしてできたレンズは、第４因に於いて、Ｔｊ２
＋、Ｏｓ＋ 等の電子分極の大きい重金属イオン濃度が
、基板表面＠から法線Ｚ方向＠に従って減少し、又、Ｚ
＠を中心とした回転対称分布で、しかも各２軸上の２軸
に垂直な平面ＰＣに於いて、Ｚ軸からの距離に従って減
少するような分布を示す。
＋、Ｏｓ＋ 等の電子分極の大きい重金属イオン濃度が
、基板表面＠から法線Ｚ方向＠に従って減少し、又、Ｚ
＠を中心とした回転対称分布で、しかも各２軸上の２軸
に垂直な平面ＰＣに於いて、Ｚ軸からの距離に従って減
少するような分布を示す。
電界印加の場合、電界強度５ Ｖ ／ＦＪ 、 ６時間
で、５２０°〜５７０ｕでは６００μ〜８００μの直径
のものが得られる。
で、５２０°〜５７０ｕでは６００μ〜８００μの直径
のものが得られる。
フォトダイオードの作製には、よく知−られていルクロ
ー放電によるアモルファスシリコンの積層法を用いた。
ー放電によるアモルファスシリコンの積層法を用いた。
上記平板マイクロレンズを基板とし、第２図の如く、レ
ンズの形成されていない側に、ＯＶＤによりＳｎ０ｇ透
明導電膜全形成し、次いで、Ａｒをキャリアーガスとし
て、ＳｉＨ４と、ＰＨ３をガラス基板上でグロー放電さ
せ、ｎ型アモルファスシリコン膜を形成、次いで、Ｓｉ
Ｈ４のみによるノンドープアモルファスシリコン膜を形
成、次いで、ＳｉＨ４とＢ２Ｈ６を放電させて、ｐ型ア
モルファス′ンリコン膜を、最後にへ２電極を蒸着によ
り形成する。アモルファスシリコンの特徴は、積層温度
が低く６００℃近辺なため、イオン拡散により形成した
屈折率分布が、筬形成時に破壊されない点である。
ンズの形成されていない側に、ＯＶＤによりＳｎ０ｇ透
明導電膜全形成し、次いで、Ａｒをキャリアーガスとし
て、ＳｉＨ４と、ＰＨ３をガラス基板上でグロー放電さ
せ、ｎ型アモルファスシリコン膜を形成、次いで、Ｓｉ
Ｈ４のみによるノンドープアモルファスシリコン膜を形
成、次いで、ＳｉＨ４とＢ２Ｈ６を放電させて、ｐ型ア
モルファス′ンリコン膜を、最後にへ２電極を蒸着によ
り形成する。アモルファスシリコンの特徴は、積層温度
が低く６００℃近辺なため、イオン拡散により形成した
屈折率分布が、筬形成時に破壊されない点である。
次に、この様にして爾られた素子の特徴について説明す
る。
る。
第５図に、ファイバーからの受信系に本発明に基づく受
光素子を用いた場合の基本構成を示す。
光素子を用いた場合の基本構成を示す。
光ファイバー〇からの出射光のはレンズ部分■により絞
られ、フォトダイオード■に照射される。
られ、フォトダイオード■に照射される。
この場合
（１）レンズの使用により、ファイバー（７） 位ｔ（
左右・前後・角度）が多少ずれてもフォトダイオードに
よく導かれる。
左右・前後・角度）が多少ずれてもフォトダイオードに
よく導かれる。
（２） フォトダイオードとレンズ部分が一体化した
ため、固定具等がより簡素化可能である。
ため、固定具等がより簡素化可能である。
等の利点を有するが、さらに製造的には、平板マイクロ
レンズも、α−Ｅｌｉも、プラナ−技術に基づくために
、量産性に優れている。即ち、第６図の如く、二次元的
に集積させたマイクロレンズアレイに、α−８１の各層
’ｒ＆層させ、フォトリソグラフィーを千１用してバタ
ーニン、グし６、最後に切り出す事により高い量産性が
得られる。
レンズも、α−Ｅｌｉも、プラナ−技術に基づくために
、量産性に優れている。即ち、第６図の如く、二次元的
に集積させたマイクロレンズアレイに、α−８１の各層
’ｒ＆層させ、フォトリソグラフィーを千１用してバタ
ーニン、グし６、最後に切り出す事により高い量産性が
得られる。
第７図（は、本発明に基づく素子をシリアルに並へｆｃ
テアレイ素子の場合を示す。ファイバーの開口数トレン
ズの集点距離に従いピッチを定めたファイバーアレイ■
と、レンズアレイ■、フォトダイオードアレイ＠の如く
、アレイ間の情報のやりとりが可能であシ、この様なも
のが、本発明に従えばモノンリツクに作製できる。
テアレイ素子の場合を示す。ファイバーの開口数トレン
ズの集点距離に従いピッチを定めたファイバーアレイ■
と、レンズアレイ■、フォトダイオードアレイ＠の如く
、アレイ間の情報のやりとりが可能であシ、この様なも
のが、本発明に従えばモノンリツクに作製できる。
上記説明からも明らかな如く、本発明に基づく受光素子
は、一体化され、集積化が可能、量産性に優れるという
特徴を有し、今後、情報化社会の中で光による情報伝送
、処理がすすむと共に、太きな役割を果たすものと確信
する。
は、一体化され、集積化が可能、量産性に優れるという
特徴を有し、今後、情報化社会の中で光による情報伝送
、処理がすすむと共に、太きな役割を果たすものと確信
する。
第１図は、ｏ／Ｅ系の従来の基本構成を示す。
１・・・光ファイバー ２・・・光 線３・・・ロ
ッドレンズ ４・・・フォトダイオード 第２図は、本発明に基づく集光性受光デバイスの基本構
成を示す。 ５・・・ガラス基鈑 ６・・・レンズ部７・・・
透明％極 ８・・・ｎ型α−８ｉ層９・・・ノン
ドープα−８１層 １０・・・ｐ型α−８１層 １１・・・ｈｌｌ電極第５
図は、平板状マイクロレンズの作製法を示す。 １２・・・箱型試料ガラス １６・・・拡散面１４・・
・マスク １５・・・Ｔｎ＋含有溶融塩 １６・・・ＴＪ２”セ含まない溶融塩 １７・・・アノード １８・・・カンード１９・
・・容 器 第４１ｇ＋は、平版状マイクロレンズのイオン分布を示
す。 ２０・・・基板表面 ２１・・・光 軸２２・・
・光軸に垂直な平面 第５図は、本発明に基づく受光素子をファイバーからの
信号の受信系に用い１（場合の例を示す。 ２３・・・ファイバー ２４・・・光線２５・・・
基 叛 ２６・・・レンズ２７・・・フォトダ
イオード 第６図は、二次元平板状マイクロレンズアレイを示す。 ２Ｂ・・・マイクロレンズアレイ 第７図は・ファイバアレイと受光素子アレイを結合した
場合を示す。 ２９・・・ファイバーアレイ ３０・・・レンズアレイ ５１・・・フォトダイオードプレイ 以 上
ッドレンズ ４・・・フォトダイオード 第２図は、本発明に基づく集光性受光デバイスの基本構
成を示す。 ５・・・ガラス基鈑 ６・・・レンズ部７・・・
透明％極 ８・・・ｎ型α−８ｉ層９・・・ノン
ドープα−８１層 １０・・・ｐ型α−８１層 １１・・・ｈｌｌ電極第５
図は、平板状マイクロレンズの作製法を示す。 １２・・・箱型試料ガラス １６・・・拡散面１４・・
・マスク １５・・・Ｔｎ＋含有溶融塩 １６・・・ＴＪ２”セ含まない溶融塩 １７・・・アノード １８・・・カンード１９・
・・容 器 第４１ｇ＋は、平版状マイクロレンズのイオン分布を示
す。 ２０・・・基板表面 ２１・・・光 軸２２・・
・光軸に垂直な平面 第５図は、本発明に基づく受光素子をファイバーからの
信号の受信系に用い１（場合の例を示す。 ２３・・・ファイバー ２４・・・光線２５・・・
基 叛 ２６・・・レンズ２７・・・フォトダ
イオード 第６図は、二次元平板状マイクロレンズアレイを示す。 ２Ｂ・・・マイクロレンズアレイ 第７図は・ファイバアレイと受光素子アレイを結合した
場合を示す。 ２９・・・ファイバーアレイ ３０・・・レンズアレイ ５１・・・フォトダイオードプレイ 以 上
Claims (2)
- （１）光軸に垂直な２つの平行平面を有する、屈折率分
布型集元牲レンズの出射側基板表面に、α−８１のＰ
−ｉ −ｎ型接合からなるフォトダイオードを積層した
手金特徴とする受光素子。 - （２）屈折率が、光軸に沿って入射側表面からの距離Ｚ
と共に、各Ｚに於いて、光軸からの距離Ｒと共に減少す
る三次元分布を有する平根状レンズを集光性レンズとし
て用いた事を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の受
光素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57219925A JPS59110178A (ja) | 1982-12-15 | 1982-12-15 | 受光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57219925A JPS59110178A (ja) | 1982-12-15 | 1982-12-15 | 受光素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59110178A true JPS59110178A (ja) | 1984-06-26 |
Family
ID=16743163
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57219925A Pending JPS59110178A (ja) | 1982-12-15 | 1982-12-15 | 受光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59110178A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5149958A (en) * | 1990-12-12 | 1992-09-22 | Eastman Kodak Company | Optoelectronic device component package |
| EP0673892A2 (en) * | 1994-03-25 | 1995-09-27 | Corning Incorporated | Optical signal amplifier glasses |
-
1982
- 1982-12-15 JP JP57219925A patent/JPS59110178A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5149958A (en) * | 1990-12-12 | 1992-09-22 | Eastman Kodak Company | Optoelectronic device component package |
| USRE35069E (en) * | 1990-12-12 | 1995-10-24 | Eastman Kodak Company | Optoelectronic device component package |
| EP0673892A2 (en) * | 1994-03-25 | 1995-09-27 | Corning Incorporated | Optical signal amplifier glasses |
| EP0673892A3 (en) * | 1994-03-25 | 1995-12-06 | Corning Inc | Glasses for amplifier for optical signal. |
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