JPS5990964A - 光検出器 - Google Patents
光検出器Info
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- JPS5990964A JPS5990964A JP57200570A JP20057082A JPS5990964A JP S5990964 A JPS5990964 A JP S5990964A JP 57200570 A JP57200570 A JP 57200570A JP 20057082 A JP20057082 A JP 20057082A JP S5990964 A JPS5990964 A JP S5990964A
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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
- H01L31/02325—Optical elements or arrangements associated with the device the optical elements not being integrated nor being directly associated with the device
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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、光通信用の光検出器、特に波長１６０〜１．
６ｐｍ帯の長波長イ１１の光通信に用いる１ｎｌ−ＸＯ
ａ 、ＡｒｙＰｌ −ｙ／’ ｌｎＰ系（Ｘ、ＹΦＯ）
フォトダイオード（ＰＩＮタイオードあるいはアパラン
シェフォトタ゛イオードを含む）に関する。
６ｐｍ帯の長波長イ１１の光通信に用いる１ｎｌ−ＸＯ
ａ 、ＡｒｙＰｌ −ｙ／’ ｌｎＰ系（Ｘ、ＹΦＯ）
フォトダイオード（ＰＩＮタイオードあるいはアパラン
シェフォトタ゛イオードを含む）に関する。
最近、Ｉｎ Ｉ ｘ（ｌａＸＡｓ、ｐｌ−ｙ／ ＩｎＰ
系（Ｘ。
系（Ｘ。
ＹΦ０）フォトダイオードは盛んにしｉ」発か進められ
ている。
ている。
一般にフォトダイオードにおいては、暗電流及び静電容
量も小さい程、高性能にｆｊ゛ることは良く知られてい
る。暗電流及び静電容量を小さくするには、受光部のＰ
Ｎ接合の面積を小さくすれば良いことは明らかである。
量も小さい程、高性能にｆｊ゛ることは良く知られてい
る。暗電流及び静電容量を小さくするには、受光部のＰ
Ｎ接合の面積を小さくすれば良いことは明らかである。
しかしながら゛ＰＮ接合の面積をあまり、小さくすると
、光ファイバとフォトダイオードの結合効率が劣化ヂる
ため〜ＰＮｔ＆会の面積をむやみに小さくすることは出
来ない。したがって、従来のフｆ）ダイオードではｆ’
Ｎ接合の面積をあまり小さくすることが出来ないため、
暗電流及び静電容量を小さくすることが出来ないという
欠点があった。
、光ファイバとフォトダイオードの結合効率が劣化ヂる
ため〜ＰＮｔ＆会の面積をむやみに小さくすることは出
来ない。したがって、従来のフｆ）ダイオードではｆ’
Ｎ接合の面積をあまり小さくすることが出来ないため、
暗電流及び静電容量を小さくすることが出来ないという
欠点があった。
本発明の目的は、光ファイバとの結合効率を劣化させる
ことなく、暗電流及び静１＆ｉ、容量の小さなフォトダ
イオードを提供することにある０本発明の光検出器は、
半導体基板の主面側に形成され、前記半導体基板に比し
小さな禁制帯幅を有する光検出層と、該光検出層に対し
て凹面鏡となるようζこ、前ｄｅ主面に対向する半導体
基板面の前配光検出層の下方に位置する部分を半導体基
板外部に向って凸状とした反射鏡上を具備した構成とな
っている。
ことなく、暗電流及び静１＆ｉ、容量の小さなフォトダ
イオードを提供することにある０本発明の光検出器は、
半導体基板の主面側に形成され、前記半導体基板に比し
小さな禁制帯幅を有する光検出層と、該光検出層に対し
て凹面鏡となるようζこ、前ｄｅ主面に対向する半導体
基板面の前配光検出層の下方に位置する部分を半導体基
板外部に向って凸状とした反射鏡上を具備した構成とな
っている。
以下図面を参照して本発明の詳細な説明する。
図は、本発明の一実施例のフォトダイオードの断面図で
ある。
ある。
図中、ｌはｎｌｌ１ｎＰ基板、２はｎ−ＩｎＰバッファ
一層、３はＩｎｌ 、ＧａｙＡｓｙＰｌ−、（ｘ、ｙ
Φ０）からなる光検出層、４はｐｌＩＩｎＰウィンドウ
層、５はｐ電極、６はｎ電極、７は反射鏡、８はＡｕ等
の反射金属、９は入射光、１０は無反射コーチインクで
ある。光検出層３の位置は反射鏡７の焦点もしくは焦点
よりも反射鏡に近いところにある。このときは、光検出
層３の虚像が反射鏡７によってでき、その直径り、は、
実際の光検出層３の直径１〕雪よりも大きくなる。従が
って入射光９に対する受光径はＤ！であるので、Ｄｌを
光ファイバの入射光を受けるだけの大きさに保った談ま
、光検出層３の直径Ｄ１を小さくすることが出来るＯ光
検出層の直径Ｄ１を小さくすることにより、暗電流及び
静電容量め・小さなフォトダイオードが実現出来た。又
、この様な構造では、ｎ電極５の下の光検出層３も光検
出に有効な効果を持つため受光面積は上から入射するだ
けの場合に比べて大きくなる利点を有する０さらに光検
出層３が２μｍ以下の比較的薄い場合には上から入射し
て来る光を１００％吸収出来ないが反射鏡７で反射した
光をもう一度吸収出来るので見かけ上光検出層３の厚さ
が２倍になったと同じ効果を有する。
一層、３はＩｎｌ 、ＧａｙＡｓｙＰｌ−、（ｘ、ｙ
Φ０）からなる光検出層、４はｐｌＩＩｎＰウィンドウ
層、５はｐ電極、６はｎ電極、７は反射鏡、８はＡｕ等
の反射金属、９は入射光、１０は無反射コーチインクで
ある。光検出層３の位置は反射鏡７の焦点もしくは焦点
よりも反射鏡に近いところにある。このときは、光検出
層３の虚像が反射鏡７によってでき、その直径り、は、
実際の光検出層３の直径１〕雪よりも大きくなる。従が
って入射光９に対する受光径はＤ！であるので、Ｄｌを
光ファイバの入射光を受けるだけの大きさに保った談ま
、光検出層３の直径Ｄ１を小さくすることが出来るＯ光
検出層の直径Ｄ１を小さくすることにより、暗電流及び
静電容量め・小さなフォトダイオードが実現出来た。又
、この様な構造では、ｎ電極５の下の光検出層３も光検
出に有効な効果を持つため受光面積は上から入射するだ
けの場合に比べて大きくなる利点を有する０さらに光検
出層３が２μｍ以下の比較的薄い場合には上から入射し
て来る光を１００％吸収出来ないが反射鏡７で反射した
光をもう一度吸収出来るので見かけ上光検出層３の厚さ
が２倍になったと同じ効果を有する。
さて次に、裏作方法の一例について簡単に説明する０
まず、ｎ４ｎＰ基板１上にｎＩｎＰバッファ一層２を３
〜ｌＯμｍ成長し、次に光検出層３ （Ｉ ｎ ＠ −
ＸＧａｚＡｓｙＰｌ −ｙ Ｘｅ ＹΦＯ）を１〜５
Ａ ｍ成長し、次にｐ”ＩｎＰ層を１〜３μｍ成長する
。成長方法は、液相成長法気相成長法、分子線エビタク
シ−法等ｌの成長方法によっても良い。
〜ｌＯμｍ成長し、次に光検出層３ （Ｉ ｎ ＠ −
ＸＧａｚＡｓｙＰｌ −ｙ Ｘｅ ＹΦＯ）を１〜５
Ａ ｍ成長し、次にｐ”ＩｎＰ層を１〜３μｍ成長する
。成長方法は、液相成長法気相成長法、分子線エビタク
シ−法等ｌの成長方法によっても良い。
次に、良好なオーミック接触を得るためにＺｎ拡散を行
なった後ｐ電極５を形成する。次にｎ電極５の真下に合
わせて反射鏡７を形成する。これは円形にパターン化し
たフォトレジストを熱処理して球面にしたものをマスク
としてイオンヒームエッチングをすることにまり、裏面
に凸状の球面を形成する。
なった後ｐ電極５を形成する。次にｎ電極５の真下に合
わせて反射鏡７を形成する。これは円形にパターン化し
たフォトレジストを熱処理して球面にしたものをマスク
としてイオンヒームエッチングをすることにまり、裏面
に凸状の球面を形成する。
次に反射金属８及びｎ電極６を同じ電極材を用いて形成
する。次に光検出Ｍ３の深さまでメサエッチングをして
、最後に無反射コーティング１０を形成する。
する。次に光検出Ｍ３の深さまでメサエッチングをして
、最後に無反射コーティング１０を形成する。
本実施例においては、光検出層３の上にｐ・ＩｎＰウィ
ンドウ層４が形成されているが、これに限らず、光検出
層と同一組成のｐ型半導体でも良い。
ンドウ層４が形成されているが、これに限らず、光検出
層と同一組成のｐ型半導体でも良い。
あるいは、ｎ ＩｎＰ／ｐ・ＩｎＰやｎ−１ｎｏａＡ
ｓＰ／ｎ−１ｎＰ／Ｐ−１ｏ）’ 等の多層構造となっ
ていでも良い０又、本実施例は、フォトダイオードとし
ているが、これは、同構造のＰＩＮダイオードあるいは
アバランシｌフォトダイオードを含んでおり、本実施的
と同Ｎ！な効果があることは明らかである〇又、本実施
例ではｐ″ＩｎＰに直接ｐ電極を形成していたが、ｐ”
ｌｎＰとｐｌＫ極の間にｐ−１ｎＧａＡｓＰ等からなる
電極層を形成しても良い。又本実施例ではｎ電極６は裏
面に形成したが、上面に形成しても良い。この場合はｎ
・ＩｎＰ基板基板水わりに半絶縁性ＩｎＰ基板を用いて
も良い。又、本実施例では、結晶成長によってｐＩｎＰ
ウィンドウ層４を形成したが、結晶成長においてはｎ−
ＩｎＰを形成し、後にｐｍ不純物を拡散等の技術を用い
て導入することによりｎ・ＩｎＰをｐ・ＩｎＰ に変
えても良い。
ｓＰ／ｎ−１ｎＰ／Ｐ−１ｏ）’ 等の多層構造となっ
ていでも良い０又、本実施例は、フォトダイオードとし
ているが、これは、同構造のＰＩＮダイオードあるいは
アバランシｌフォトダイオードを含んでおり、本実施的
と同Ｎ！な効果があることは明らかである〇又、本実施
例ではｐ″ＩｎＰに直接ｐ電極を形成していたが、ｐ”
ｌｎＰとｐｌＫ極の間にｐ−１ｎＧａＡｓＰ等からなる
電極層を形成しても良い。又本実施例ではｎ電極６は裏
面に形成したが、上面に形成しても良い。この場合はｎ
・ＩｎＰ基板基板水わりに半絶縁性ＩｎＰ基板を用いて
も良い。又、本実施例では、結晶成長によってｐＩｎＰ
ウィンドウ層４を形成したが、結晶成長においてはｎ−
ＩｎＰを形成し、後にｐｍ不純物を拡散等の技術を用い
て導入することによりｎ・ＩｎＰをｐ・ＩｎＰ に変
えても良い。
図は本発明の一実施例の光検出器の断面図であるＯ
図中、ｌはｎ−ＩｎＰ基板、２はｎ ・ＩｎＰバ。
ファ一層、３は光検出層、４はｐ・ＩｎＰウィンドウ層
、５はｐ電極、６はｎ電極、７は反射鏡、８は反射金属
、９は入射光、ｌＯは無反射コーティングである。
、５はｐ電極、６はｎ電極、７は反射鏡、８は反射金属
、９は入射光、ｌＯは無反射コーティングである。
Claims (1)
- 半導体基板の主面側に形成され、前記半導体基板に比し
小さな禁制帯幅を有する光検出層と該光検出層Ｉこ対し
て凹面鏡となるように、前記主面に対向する半導体基板
面の前記光検出層の下に位置する部分を半導体外部に向
って凸状とした反射鏡とを具備することを％徴とする光
（！（小器０
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57200570A JPS5990964A (ja) | 1982-11-16 | 1982-11-16 | 光検出器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57200570A JPS5990964A (ja) | 1982-11-16 | 1982-11-16 | 光検出器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5990964A true JPS5990964A (ja) | 1984-05-25 |
| JPH0562472B2 JPH0562472B2 (ja) | 1993-09-08 |
Family
ID=16426520
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57200570A Granted JPS5990964A (ja) | 1982-11-16 | 1982-11-16 | 光検出器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5990964A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62281374A (ja) * | 1986-05-29 | 1987-12-07 | Omron Tateisi Electronics Co | 半導体装置 |
| WO1996036989A3 (de) * | 1995-05-18 | 1997-02-20 | Forschungszentrum Juelich Gmbh | Optische linsen-/detektoranordnung |
| JP2013171920A (ja) * | 2012-02-20 | 2013-09-02 | Nec Corp | 半導体受光素子 |
| WO2019150533A1 (ja) * | 2018-02-01 | 2019-08-08 | 株式会社京都セミコンダクター | 半導体受光素子 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55162284A (en) * | 1979-06-01 | 1980-12-17 | Mitsubishi Electric Corp | Light emitting diode and its manufacturing method |
-
1982
- 1982-11-16 JP JP57200570A patent/JPS5990964A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55162284A (en) * | 1979-06-01 | 1980-12-17 | Mitsubishi Electric Corp | Light emitting diode and its manufacturing method |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62281374A (ja) * | 1986-05-29 | 1987-12-07 | Omron Tateisi Electronics Co | 半導体装置 |
| WO1996036989A3 (de) * | 1995-05-18 | 1997-02-20 | Forschungszentrum Juelich Gmbh | Optische linsen-/detektoranordnung |
| JP2013171920A (ja) * | 2012-02-20 | 2013-09-02 | Nec Corp | 半導体受光素子 |
| WO2019150533A1 (ja) * | 2018-02-01 | 2019-08-08 | 株式会社京都セミコンダクター | 半導体受光素子 |
| JPWO2019150533A1 (ja) * | 2018-02-01 | 2020-08-06 | 株式会社京都セミコンダクター | 半導体受光素子 |
| US11145770B2 (en) | 2018-02-01 | 2021-10-12 | Kyoto Semiconductor Co., Ltd. | Semiconductor light receiving element |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0562472B2 (ja) | 1993-09-08 |
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