JPS6224667A - 光・電子集積回路素子 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［概要］ 本発明は、光・電子集積回路素子であって、従来フォト
ダイオードの電源用配線は、ボンデングワイヤで接続し
ているが、そのボンデングワイヤのインダクタンス成分
が電源インピーダンスの高周波特性を劣化し、利得を低
下させるため、別個にバイパスコンデンサを電源用バン
ド部にボンデング接続して高周波特性の改善を計ってい
る。

しかしながら、ボンデングワイヤを使用してもその効果
が僅少であるので、本発明ではフォトダイオードの近傍
に金属板を直接高抵抗層に設けるが、またはボンデング
パッド部の金属板をコンデンサの電極とし１、積層内の
導電層との間にコンデンサを形成することにより、高周
波成分をこのバイパスコンデンサでバイパスすることに
より、光・電子集積回路素子の高周波特性を改善したも
のである。

［産業上の利用分野］ 本発明は、光・電子集積回路素子に係わり、特に電源イ
ンピーダンスを低減するバイパスコンデンサの形成に関
するものである。

ｐｉｎフォトダイオードのような受光素子は光通信用と
して広範囲に実用化されているが、これらの受光素子の
動作には、駆動回路や増幅回路の電子回路が必要であり
、受光素子と電子回路との間の接続条件によって、応答
速度や雑音特性または利得に直接影響があるために、シ
ステム構成は極めて重要である。

光・電子集積回路素子は、このような接続条件をを有利
にするもので、受光素子と電子回路を同一半導体基板上
に構成して、これによってより高性能で小型の光・電子
集積回路素子装置を実現している。

しかしながら、従来は光・電子集積回路素子の受光素子
のｎ電極と電源端子がボンデングワイヤで接続されてい
るが、そのボンデングワイヤがインダクタンスとして機
能するため、電源電源回路が高インピーダンスになる。

従って、その対策としてバイパスコンデンサを電源の接
続パッド部にボンデング接続しているが、その効果は僅
少であり、そのため光・電子集積回路素子の高周波特性
の利得が低下するという不都合があり、その改善が要望
されている。

［従来の技術］ 第３図は、従来の光・電子集積回路素子の模式要部断面
図である。

ガリウム砒素（ＧａＡｓ）の半絶縁性基板１の表面に、
導電層であるｎ”−ＧａＡｓ層２と、光吸収層であるｎ
−−ＧａＡｓ層３と、高抵抗層であるＡｌＧａＡｓ層４
が順次積層されていて、ＡｌＧａＡｓ層４の表面に、受
光素子として、ｐｉｎフォトダイオード５、電子回路と
して、例えばＦＥＴ６が形成されているものとする。

ｐｉｎフォトダイオード５には、ｎ電極７とｎ電極８の
端子が設けられ、ｎ電極８の端子からボンデングワイヤ
９によって、電源１０が接続されるボンデングパッド部
１１に接続されている。

この光・電子集積回路素子のｐｉｎフォトダイオード５
が、高周波で動作するとボンデングワイヤはインダクタ
ンス成分として大きく影響し、高周波特性を劣化させる
ため、電源側にその高周波成分が影響するのを阻止する
方法として、電気容量が３０ｐｆ程度のチタン酸バリウ
ム等のバイパスコンデンサ１２を用いて、一方を接地し
高周波成分をバイパスしている。

一方、ｐｉｎフォトダイオード５のｎ電極７は、電子回
路のＦＥＴ６のソース電極１３と配線１４によって接続
されており、光・電子集積回路が形成されている。

第３図は、従来の光・電子集積回路の要部等価回路図で
あり、等価回路のそれぞれの番号は、第２図に対応する
ものである。

このような従来の光・電子集積回路では、３Ｇ）Ｉ２の
周波数で使用すると３ｄＢ程度の利得域になるという欠
点がある。

［発明が解決しようとする問題点］ 従来の、光・電子集積回路素子における、ｐｉｎフォト
ダイオードの電極とボンデングパッド部との接続をボン
デングワイヤで配線をしているために、高周波動作でイ
ンダクタンス成分の影響が大きくなり、電源インピーダ
ンスの周波数特性を劣化し、バイパスコンデンサを接続
しても効果が顕著であいことが問題点である。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、上記問題点を解決するための光・電子集積回
路素子を提供するもので、その解決の手段は、ＧａＡｓ
の半絶縁性基板の表面に、導電層であるｎ”　−ＧａＡ
ｓ層と、光吸収層であるｎ−−ＧａＡｓ層と、高抵抗で
あるＡ　Ｉ　Ｇ　ａ　Ａ　ｓ層を順次積層して形成した
ｐｉｎフォトダイオードで、そのフォトダイオードに近
接した領域で、ＡｌＧａＡｓ層の表面に金属板を形成し
、これをバイパスコンデンサの一方の電極とし、他方の
電極は上記の光吸収層であるｎ−−ＧａＡｓ層とするこ
とにより、フォトダイオードの電極の極近傍でバイパス
コンデンサを接続したことになり、これによって高周波
成分を除去して電源インピーダンスを低くすることがで
き、高利得の光・電子集積回路素子を実現するものであ
る。

［作用］ 本発明は、ボンデングワイヤのインダクタンス成分によ
る高周波特性の劣化を低減するために、フォトダイオー
ドの電極の極近傍にバイパスコンデンサを形成したもの
で、そのためにボンデングワイヤの配線位置より近くに
、バイパスコンデンサを形成する方法として、フォトダ
イオードの電極の極近傍に金属膜を形成し、この金属膜
と発光層とでバイパスコンデンサを形成し、これにより
高周波成分をバイパスして、電源インピーダンスの少な
い光・電子集積回路素子を実現し、利得の低下を著しく
低減するようにしたものである。

［実施例］ 第１図は本発明による光・電子集積回路素子のフォトダ
イオード部を拡大してパンバスコンデンサの形成を示す
模式要部断面図であり、第２図はその平面図である。な
は図では第３図のごとき電子集積回路側は省略している
。

ＧａＡｓの半絶縁性基板２１の表面に、受光素子として
、ｐｉｎダイオード２２が形成されてるが、その構造は
厚みが３μｍのｎ”　−ＧａＡｓ層２３、厚みが５．ｃ
ｒｍ程度のｎ−−ＧａＡｓ層２４、厚みが０．５μｍ程
度の高抵抗のＡｌＧａＡｓ層２５が積層されている。

パンバスコンデンサとして、ｐｉｎダイオード２２の極
近傍にバイパスコンデンサの電極である金属板２６が、
面積が約３００μｍ　ｘ　５００μｍ程度の大きさで形
成されている。

この金属板２６はバイパスコンデンサの一方の電極とな
り、厚みが０．５μｍの高抵抗層のＡｌＧａＡｓ層２５
を誘電体とし、ｎ−−ＧａＡｓ層２４を他方の電極とし
たバイパスコンデンサが構成されることになり、上記寸
法の場合の電気容量は約３３ｐｆ程度になる。

図でｐｉｎフォトダイオードのｎ電極２７は、電源と接
続され、またｐ電極２８は配線２９によって、ＦＥＴと
接続され、所定の光・電子集積回路素子として動作する
。

本発明のｐｉｎフォトダイオードの構造では、バイパス
コンデンサがｎ電極の最も近傍に設けたことになり、ｎ
電極にボンデングされる電源配線等の影響が現れる前に
、高周波成分はバイパスコンデンサによってバイパスさ
れ、この結果電源インピーダンスの高周波特性は劣化す
ることなく、従って利得の低下を来すことがない。

このようなバイパスコンデンサの電極板の形成は、ｎ電
極の接続パッドを利用して行うことも可能であり、また
本発明のバイパスコンデンサの形成方法は光・電子集積
回路のＦＥＴ側の電源にも通用が可能である。

［発明の効果］ 以上、詳細に説明したように、本発明による光・電子集
積回路素子のバイパスコンデンサは、高周波特性の優れ
た素子を製作することが可能であり、高品質の装置を供
し得るという効果大なるものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による光・電子集積回路素子のフォト
ダイオード部を拡大してバイパスコンデンサの形成を示
す模式要部断面図、 第２図は、第１図の平面図、 第３図は、従来の光・電子集積回路素子の模式％式％ 第４図は、光・電子集積回路素子の等価回路図図におい
て、 ２１は半絶縁性基板、　２２はｐｉｎダイオード、２３
はｎ＋−ＧａＡｓ層、 ２４はｎ−−ＧａＡｓ層、 ２５はＡｌＧａＡｓ層、２６は金属板、２７はｎ電極、
　　　　２８はｐ電極、２９は配線、 オ吻蒼明＋ｚＪ＞ＩＶ゛イノでズコ〉デ゛ンｖ−ｎｅへ
；Ｃτｓ酌ｍ第　１　図 乏・４１ｊＭｒｊＪ庄１の喜西国発圓 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 基板（２１）上に導電層（２３）、光吸収層（２４）、
   高抵抗層（２５）が積層され、該高抵抗層（２５）上の
   所定領域にｐｉｎフォトダイオード（２２）とＦＥＴが
   形成されている光・電子集積回路素子において、該ｐｉ
   ｎフォトダイオード（２２）に近接した該高抵抗層（２
   ５）上に、金属層（２６）を形成して、それをを接地し
   該導電層（２３）と金属層（２６）との間にコンデンサ
   を形成したことを特徴とする光・電子集積回路素子。