JP2021170600A - 光デバイス - Google Patents

Abstract

【課題】赤外線に対する高い感度を有する受光部を備える光デバイスを提供する。【解決手段】光デバイス１０は、基板１２と、受光部２０と、発光部３０とを備える。受光部２０は、第１メサＭ１を備え、第１導電型のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を含む第１半導体層２１と、第２導電型のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を含む第２半導体層２５と、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を含み赤外線に感度を有する光吸収層２３とを備える。発光部３０は、第２メサＭ２を備え、基板１２上に設けられた第１部分３０ａと、第１部分３０ａ上に設けられた第２部分３０ｂとを備える。第１部分３０ａは、第１メサＭ１と同じ積層構造を有する。第２部分３０ｂは、第１導電型のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を含む第３半導体層３８と、第２導電型のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を含む第４半導体層３６と、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を含み赤外線を出射する発光層３７とを備える。【選択図】図２

Description

本開示は、光デバイスに関する。

非特許文献１は、赤外線に感度を有する受光素子を開示する。

Nutan Gautam et al., "Band engineered HOT midwave infrared detectors based on type-IIInAs/GaSb strained layer superlattices", ELSEVIER,Infrared Physics & Technology (2013)

上記受光素子が受ける赤外線の光量が小さいと、受光素子の感度は低下する。

本開示は、赤外線に対する高い感度を有する受光部を備える光デバイスを提供する。

本開示の一側面に係る光デバイスは、基板と、前記基板上に設けられた受光部と、前記基板上に設けられた発光部と、を備え、前記受光部は、第１メサを備え、前記第１メサは、第１導電型のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を含む第１半導体層と、第２導電型のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を含む第２半導体層と、前記第１半導体層と前記第２半導体層との間に配置され、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を含み赤外線に感度を有する光吸収層と、を備え、前記発光部は、第２メサを備え、前記第２メサは、前記基板上に設けられた第１部分と、前記第１部分上に設けられた第２部分と、を備え、前記第１部分は、前記第１メサと同じ積層構造を有し、前記第２部分は、第１導電型のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を含む第３半導体層と、第２導電型のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を含む第４半導体層と、前記第３半導体層と前記第４半導体層との間に配置され、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を含み赤外線を出射する発光層と、を備える。

本開示によれば、赤外線に対する高い感度を有する受光部を備える光デバイスが提供され得る。

図１は、一実施形態に係る光デバイスを模式的に示す平面図である。 図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。 図３は、光デバイスの製造方法の一工程を示す断面図である。 図４は、光デバイスの製造方法の一工程を示す断面図である。 図５は、光デバイスの製造方法の一工程を示す断面図である。

［本開示の実施形態の説明］
一実施形態に係る光デバイスは、基板と、前記基板上に設けられた受光部と、前記基板上に設けられた発光部と、を備え、前記受光部は、第１メサを備え、前記第１メサは、第１導電型のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を含む第１半導体層と、第２導電型のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を含む第２半導体層と、前記第１半導体層と前記第２半導体層との間に配置され、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を含み赤外線に感度を有する光吸収層と、を備え、前記発光部は、第２メサを備え、前記第２メサは、前記基板上に設けられた第１部分と、前記第１部分上に設けられた第２部分と、を備え、前記第１部分は、前記第１メサと同じ積層構造を有し、前記第２部分は、第１導電型のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を含む第３半導体層と、第２導電型のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を含む第４半導体層と、前記第３半導体層と前記第４半導体層との間に配置され、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を含み赤外線を出射する発光層と、を備える。

上記光デバイスによれば、発光部から対象に向かって赤外線を出射することができる。その結果、赤外線が対象によって反射して受光部に入射する。これにより、受光部が受ける赤外線の光量を大きくすることができる。よって、上記光デバイスの受光部は、赤外線に対する高い感度を有する。

前記第１メサは、前記光吸収層の伝導帯のエネルギーレベルに対して障壁を提供する電子バリア層と、前記光吸収層の価電子帯のエネルギーレベルに対して障壁を提供するホールバリア層と、を更に備えてもよい。この場合、受光部の暗電流を低減できる。また、発光部の第１部分も電子バリア層及びホールバリア層にそれぞれ対応する半導体層を備える。そのため、発光部の第２部分から第１部分を通って基板に向かう電流のリークを低減できる。

前記光吸収層が、タイプＩＩの超格子構造を有してもよい。この場合、光吸収層によって長波長の赤外線を受光することができる。

前記発光層が、タイプＩＩの超格子構造を有してもよい。この場合、発光層によって長波長の赤外線を出射することができる。

前記基板と前記受光部との間、及び前記基板と前記発光部との間に配置された電流ブロック層を更に備え、前記電流ブロック層が、前記第１メサと前記第２メサとの間において前記第１メサの側面及び前記第２メサの側面によって形成された溝の底面を提供してもよい。この場合、電流ブロック層によって第１メサと第２メサとを互いに電気的に分離できる。

［本開示の実施形態の詳細］
以下、添付図面を参照しながら本開示の実施形態が詳細に説明される。図面の説明において、同一又は同等の要素には同一符号が用いられ、重複する説明は省略される。

図１は、一実施形態に係る光デバイスを模式的に示す平面図である。図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。図１及び図２に示される光デバイス１０は、基板１２と、基板１２上に設けられた受光部２０と、基板１２上に設けられた発光部３０とを備える。受光部２０及び発光部３０は基板１２にモノリシックに形成される。光デバイス１０は、ＴＯ（トランジスタアウトライン）パッケージに搭載されてもよい。

基板１２は、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を含む半絶縁性半導体基板であってもよい。基板１２は、例えばＦｅがドープされたＩｎＰ基板である。

受光部２０はフォトダイオードであってもよい。受光部２０は、第１メサＭ１を備える。第１メサＭ１は、第１導電型（例えばｐ型）のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を含む第１半導体層２１と、第２導電型（例えばｎ型）のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を含む第２半導体層２５と、第１半導体層２１と第２半導体層２５との間に配置され、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を含み赤外線に感度を有する光吸収層２３とを備える。第１半導体層２１は、基板１２と光吸収層２３との間に配置される。

第１半導体層２１は、例えばｐ型のＩｎＰ層である。ｐ型ドーパントの例はＺｎを含む。第１半導体層２１のドーパント濃度は５×１０^１７ｃｍ^−３以上５×１０^１８ｃｍ^−３以下であってもよい。第１半導体層２１の厚さは１μｍ以上２μｍ以下であってもよい。第２半導体層２５は、例えばｎ型のＩｎＰ層である。ｎ型ドーパントの例はＳｉを含む。第２半導体層２５のドーパント濃度は０．５×１０^１８ｃｍ^−３以上５×１０^１８ｃｍ^−３以下であってもよい。第２半導体層２５の厚さは１μｍ以上２μｍ以下であってもよい。

第１メサＭ１は、光吸収層２３の伝導帯のエネルギーレベルに対して障壁を提供する電子バリア層２２と、光吸収層２３の価電子帯のエネルギーレベルに対して障壁を提供するホールバリア層２４とを備えてもよい。電子バリア層２２は、第１半導体層２１と光吸収層２３との間に配置される。電子バリア層２２は、第１導電型のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を含んでもよい。電子バリア層２２は、例えばｐ型のＩｎＧａＡｓＰ層である。電子バリア層２２のドーパント濃度は０．１×１０^１６ｃｍ^−３以上１×１０^１６ｃｍ^−３以下であってもよい。電子バリア層２２の厚さは０．５μｍ以上１μｍ以下であってもよい。ホールバリア層２４は、光吸収層２３と第２半導体層２５との間に配置される。ホールバリア層２４は、第２導電型のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を含んでもよい。ホールバリア層２４は、例えばｎ型のＩｎＧａＡｓＰ層である。ホールバリア層２４のドーパント濃度は１×１０^１５ｃｍ^−３以上１×１０^１７ｃｍ^−３以下であってもよい。ホールバリア層２４の厚さは０．５μｍ以上１μｍ以下であってもよい。

本実施形態において、光吸収層２３は、タイプＩＩの超格子構造を有するが、バルク層であってもよい。光吸収層２３は、交互に積層された第１層２３ｐ及び第２層２３ｑを含む。第１層２３ｐ及び第２層２３ｑの積層方向の両端のそれぞれには、第１層２３ｐが位置する。第２層２３ｑの数は１００以上３００以下であってもよい。第１層２３ｐは、例えばＩｎＧａＡｓ等のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を含んでもよい。第１層２３ｐの厚さは３ｎｍ以上１０ｎｍ以下であってもよい。第２層２３ｑは、例えばＧａＡｓＳｂ等のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を含んでもよい。第２層２３ｑの厚さは３ｎｍ以上１０ｎｍ以下であってもよい。光吸収層２３の厚さは１μｍ以上４μｍ以下であってもよい。

第１メサＭ１は、絶縁膜４０によって覆われる。絶縁膜４０は、例えばシリコン酸化膜である。絶縁膜４０は、反射防止膜としても機能する。絶縁膜４０の厚さは２００ｎｍ以上３００ｎｍ以下であってもよい。絶縁膜４０は、開口４１及び４２を有する。開口４１には、第１半導体層２１が露出する。開口４１内には第１電極Ｅ１が配置される。開口４２には、第２半導体層２５が露出する。開口４２内には第２電極Ｅ２が配置される。第１電極Ｅ１及び第２電極Ｅ２のそれぞれは、例えばＴｉ層、Ｐｔ層及びＡｕ層を含む金属積層体であってもよい。開口４２は、第１メサＭ１の頂面上に設けられる。第１メサＭ１の高さ方向から見て、開口４２は、第１メサＭ１の軸線Ａｘ１を取り囲む弧を形成する。軸線Ａｘ１は、第１メサＭ１の高さ方向に沿って延在する。

第１電極Ｅ１は第１半導体層２１に接続される。第１半導体層２１はコンタクト層として機能する。第１電極Ｅ１は、例えばワイヤボンディングのためのパッド電極である。第１メサＭ１の高さ方向から見て、第１電極Ｅ１は、例えば直径８０μｍ以上１００μｍ以下の円形を有してもよい。第２電極Ｅ２は第２半導体層２５に接続される。第２半導体層２５はコンタクト層として機能する。第２電極Ｅ２は、例えばワイヤボンディングのためのパッド電極Ｅ２ｂと、第２半導体層２５に接触する弧状部Ｅ２ｄと、パッド電極Ｅ２ｂと弧状部Ｅ２ｄとの間を接続する接続部Ｅ２ｃとを有する。弧状部Ｅ２ｄは、一部に切り欠きＥ２ａを有する環状電極である。環状電極の直径は２５０μｍ以上５００μｍ以下であってもよい。第１メサＭ１の高さ方向から見て、弧状部Ｅ２ｄの中心は、第１メサＭ１の軸線Ａｘ１に位置する。第１メサＭ１の高さ方向から見て、パッド電極Ｅ２ｂは、例えば直径８０μｍ以上１００μｍ以下の円形を有してもよい。パッド電極Ｅ２ｂ及び接続部Ｅ２ｃは、絶縁膜４０上に設けられる。第１電極Ｅ１及び第２電極Ｅ２に逆バイアス電源が接続されてもよい。この場合、第１電極Ｅ１と第２電極Ｅ２との間に逆バイアス電圧が印加される。逆バイアス電圧は０Ｖ以上２Ｖ以下であってもよい。光吸収層２３は、第１メサＭ１の軸線Ａｘ１に沿って入射する赤外線を吸収する。光吸収層２３が感度を有する赤外線の波長は、１．７μｍ以上２．３５μｍ以下であってもよい。第１メサＭ１上に、赤外線を集光するためのレンズが配置されてもよい。

発光部３０は発光ダイオードであってもよいし、レーザであってもよい。発光部３０は、第２メサＭ２を備える。第２メサＭ２は、基板１２上に設けられた第１部分３０ａと、第１部分３０ａ上に設けられた第２部分３０ｂとを備える。第１部分３０ａは、第１メサＭ１と同じ積層構造を有する。第１部分３０ａを構成する積層構造の各層の材料及び厚みは、第１メサＭ１を構成する積層構造の各層の材料及び厚みと同じである。第１部分３０ａは、第１半導体層２１に対応する半導体層３１と、電子バリア層２２に対応する半導体層３２と、光吸収層２３に対応する半導体層３３と、ホールバリア層２４に対応する半導体層３４と、第２半導体層２５に対応する半導体層３５とを含む。半導体層３３は、第１層２３ｐ及び第２層２３ｑにそれぞれ対応する第１層３３ｐ及び第２層３３ｑを含む。

第２部分３０ｂは、第１導電型（例えばｐ型）のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を含む第３半導体層３８と、第２導電型（例えばｎ型）のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を含む第４半導体層３６と、第３半導体層３８と第４半導体層３６との間に配置され、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を含み赤外線を出射する発光層３７とを備える。第４半導体層３６は、第１部分３０ａ（半導体層３５）と発光層３７との間に配置される。

第３半導体層３８は、例えばｐ型のＩｎＧａＡｓ層である。第３半導体層３８のドーパント濃度は１×１０^８ｃｍ^−３以上３×１０^１９ｃｍ^−３以下であってもよい。第３半導体層３８の厚さは０．５μｍ以上１μｍ以下であってもよい。第４半導体層３６は、例えばｎ型のＩｎＧａＡｓ層である。第４半導体層３６のドーパント濃度は０．５×１０^１８ｃｍ^−３以上５×１０^１８ｃｍ^−３以下であってもよい。第４半導体層３６の厚さは０．５μｍ以上１．５μｍ以下であってもよい。

本実施形態において、発光層３７は、タイプＩＩの超格子構造を有するが、バルク層であってもよい。発光層３７は、交互に積層された第１層３７ｐ及び第２層３７ｑを含む。第１層３７ｐ及び第２層３７ｑの積層方向の両端のそれぞれには、第１層３７ｐが位置する。第２層３７ｑの数は５０以上３００以下であってもよい。第１層３７ｐは、例えばＩｎＧａＡｓ等のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を含んでもよい。第１層３７ｐの厚さは３ｎｍ以上１０ｎｍ以下であってもよい。第２層３７ｑは、例えばＧａＡｓＳｂ等のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を含んでもよい。第２層３７ｑの厚さは３ｎｍ以上１０ｎｍ以下であってもよい。発光層３７の厚さは０．２μｍ以上４μｍ以下であってもよい。

第２メサＭ２は、絶縁膜４０によって覆われる。絶縁膜４０は、開口４３及び４４を有する。開口４３には、第４半導体層３６が露出する。開口４３内には第３電極Ｅ３が配置される。開口４４には、第３半導体層３８が露出する。開口４４内には第４電極Ｅ４が配置される。第３電極Ｅ３及び第４電極Ｅ４のそれぞれは、例えばＴｉ層、Ｐｔ層及びＡｕ層を含む金属積層体であってもよい。開口４４は、第２メサＭ２の頂面上に設けられる。第２メサＭ２の高さ方向から見て、開口４４は、第２メサＭ２の軸線Ａｘ２を取り囲む弧を形成する。軸線Ａｘ２は、第２メサＭ２の高さ方向に沿って延在する。

第３電極Ｅ３は第４半導体層３６に接続される。第４半導体層３６はコンタクト層として機能する。第３電極Ｅ３は、例えばワイヤボンディングのためのパッド電極である。第２メサＭ２の高さ方向から見て、第３電極Ｅ３は、例えば直径８０μｍ以上１００μｍ以下の円形を有してもよい。第４電極Ｅ４は第３半導体層３８に接続される。第３半導体層３８はコンタクト層として機能する。第４電極Ｅ４は、例えばワイヤボンディングのためのパッド電極Ｅ４ｂと、第３半導体層３８に接触する弧状部Ｅ４ｄと、パッド電極Ｅ４ｂと弧状部Ｅ４ｄとの間を接続する接続部Ｅ４ｃとを有する。弧状部Ｅ４ｄは、一部に切り欠きＥ４ａを有する環状電極である。環状電極の直径は２５０μｍ以上５００μｍ以下であってもよい。第２メサＭ２の高さ方向から見て、弧状部Ｅ４ｄの中心は、第２メサＭ２の軸線Ａｘ２に位置する。第２メサＭ２の高さ方向から見て、パッド電極Ｅ４ｂは、例えば直径８０μｍ以上１００μｍ以下の円形を有してもよい。パッド電極Ｅ４ｂ及び接続部Ｅ４ｃは、絶縁膜４０上に設けられる。第３電極Ｅ３と第４電極Ｅ４に順バイアス電源が接続されてもよい。この場合、第３電極Ｅ３と第４電極Ｅ４との間には、順バイアス電圧が印加される。順バイアス電圧は０Ｖ以上２Ｖ以下であってもよい。発光部３０に供給される順電流は２０ｍＡ以上２００ｍＡ以下であってもよい。発光層３７は、第２メサＭ２の軸線Ａｘ２に沿って赤外線を出射する。発光層３７から出射される赤外線の波長は、１．７μｍ以上２．３５μｍ以下であってもよい。ピーク波長は例えば２．２μｍである。第２メサＭ２上に、赤外線を集光するためのレンズが配置されてもよい。

光デバイス１０は、基板１２と受光部２０との間、及び基板１２と発光部３０との間に配置された電流ブロック層１４を更に備えてもよい。電流ブロック層１４は、アンドープ又は半絶縁性のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を含んでもよい。電流ブロック層１４は、例えばＩｎＡｌＡｓ層である。電流ブロック層１４の厚さは１μｍ以上４μｍ以下であってもよい。電流ブロック層１４は、第１メサＭ１と第２メサＭ２との間において第１メサＭ１の側面Ｍ１ｓ及び第２メサＭ２の側面Ｍ２ｓによって形成された溝Ｔの底面１４ｓを提供する。第１メサＭ１の側面Ｍ１ｓと第２メサＭ２の側面Ｍ２ｓとは、互いに対向する。第１メサＭ１の側面Ｍ１ｓと第２メサＭ２の側面Ｍ２ｓとの間の距離は、２μｍ以上５μｍ以下であってもよい。側面Ｍ１ｓと側面Ｍ２ｓとの間の距離を小さくすると、光デバイス１０を小型化できる。

本実施形態の光デバイス１０によれば、第３半導体層３８と第４半導体層３６との間に順バイアス電圧を印加することによって、発光部３０から対象（例えば物品等）に向かって赤外線を出射することができる。その結果、赤外線が対象によって反射して受光部２０に入射する。これにより、受光部２０が受ける赤外線の光量を大きくすることができる。よって、光デバイス１０の受光部２０は、赤外線に対する高い感度を有する。そのため、更なる照明が不要となる。受光部２０が波長０．９μｍ以上２．３５μｍ以下の赤外線に対して感度を有する場合、ピーク波長（１．５５μｍ）に対する感度を１とすると、波長２μｍ以上２．３μｍ以下に対する感度は０．１０以上０．３０以下である。

光デバイス１０を用いると、例えば異なる種類の物体の分別又は距離測定が可能となる。発光部３０が発光ダイオードである場合、光デバイス１０によれば、発光部３０から１ｍ離れた対象によって反射した赤外線を検出できる。発光部３０がレーザである場合、光デバイス１０によれば、発光部３０から１００ｍ離れた対象によって反射した赤外線を検出できる。光デバイス１０の動作温度は例えば２００Ｋ以上３００Ｋ以下である。よって、光デバイス１０を冷却せずに使用できる。ただし、例えばペルチェ素子等を用いて光デバイス１０を冷却しながら使用してもよい。

第１メサＭ１が電子バリア層２２及びホールバリア層２４を備える場合、受光部２０の暗電流を例えば温度２１３Ｋにおいて５ピコアンペア未満に低減できる。また、発光部３０の第１部分３０ａも電子バリア層２２及びホールバリア層２４にそれぞれ対応する半導体層３２及び半導体層３４を備える。そのため、発光部３０の第２部分３０ｂから第１部分３０ａを通って基板１２に向かう電流のリークを低減できる。

光吸収層２３がタイプＩＩの超格子構造を有する場合、光吸収層２３によって長波長の赤外線を受光することができる。発光層３７がタイプＩＩの超格子構造を有する場合、発光層３７によって長波長の赤外線を出射することができる。

電流ブロック層１４が溝Ｔの底面１４ｓを提供する場合、電流ブロック層１４によって第１メサＭ１と第２メサＭ２とを互いに電気的に分離できる。

図３から図５のそれぞれは、光デバイスの製造方法の一工程を示す断面図である。光デバイス１０は、例えば以下の方法により製造されてもよい。

まず、図３に示されるように、基板１２上に半導体層１４ａ、半導体層２１ａ、半導体層２２ａ、半導体層２３ａ、半導体層２４ａ、半導体層２５ａ、半導体層３６ａ、半導体層３７ａ及び半導体層３８ａを順に形成する。各半導体層は、例えば有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ）により形成される。半導体層２３ａは、半導体層２３ａｐ及び半導体層２３ａｑを交互に積層することにより形成される。

次に、フォトリソグラフィー法を用いて、半導体層３８ａ及び半導体層３７ａをエッチングすることにより溝Ｔ１を形成する。溝Ｔ１の底面には半導体層３６ａが露出する。

次に、図４に示されるように、フォトリソグラフィー法を用いて、半導体層３８ａ、半導体層３７ａ及び半導体層３６ａをエッチングすることにより溝Ｔ２を形成する。溝Ｔ２の底面には半導体層２５ａが露出する。これにより、半導体層３８ａから第３半導体層３８が形成される。半導体層３７ａから発光層３７が形成される。半導体層３６ａから第４半導体層３６が形成される。

次に、図５に示されるように、フォトリソグラフィー法を用いて、半導体層２５ａ、半導体層２４ａ、半導体層２３ａ、半導体層２２ａ及び半導体層２１ａをエッチングすることにより溝Ｔ３を形成する。半導体層２１ａは部分的にエッチングされるので、溝Ｔ３の底面には半導体層２１ａが露出する。

次に、図２に示されるように、フォトリソグラフィー法を用いて、半導体層２５ａ、半導体層２４ａ、半導体層２３ａ、半導体層２２ａ、半導体層２１ａ及び半導体層１４ａをエッチングすることにより溝Ｔを形成する。半導体層１４ａは部分的にエッチングされるので、溝Ｔの底面には半導体層１４ａが露出する。これにより、半導体層２５ａから第２半導体層２５及び半導体層３５が形成される。半導体層２４ａからホールバリア層２４及び半導体層３５が形成される。半導体層２３ａから光吸収層２３及び半導体層３３が形成される。具体的には、半導体層２３ａｐから第１層２３ｐ及び第１層３３ｐが形成される。半導体層２３ａｑから第２層２３ｑ及び第２層３３ｑが形成される。半導体層２２ａから電子バリア層２２及び半導体層３２が形成される。半導体層１４ａから電流ブロック層１４が形成される。

次に、基板１２上に絶縁膜を形成した後、フォトリソグラフィー法を用いて、絶縁膜に開口４１から開口４４を形成する。その後、リフトオフ法を用いて、第１電極Ｅ１、第２電極Ｅ２、第３電極Ｅ３及び第４電極Ｅ４を開口４１、開口４２、開口４３及び開口４４内にそれぞれ形成する。このようにして、光デバイス１０を製造できる。

以上、本開示の好適な実施形態について詳細に説明されたが、本開示は上記実施形態に限定されない。

例えば、光デバイス１０が、複数の受光部２０と複数の発光部３０とを備えてもよい。受光部２０及び発光部３０は、一方向に交互に配列されてもよい。

１０…光デバイス
１２…基板
１４…電流ブロック層
１４ａ，２１ａ，２２ａ，２３ａ，２３ａｐ，２３ａｑ，２４ａ，２５ａ，３１，３２，３３，３４，３５，３６ａ，３７ａ，３８ａ…半導体層
１４ｓ…底面
２０…受光部
２１…第１半導体層
２２…電子バリア層
２３…光吸収層
２３ｐ，３３ｐ，３７ｐ…第１層
２３ｑ，３３ｑ，３７ｑ…第２層
２４…ホールバリア層
２５…第２半導体層
３０…発光部
３０ａ…第１部分
３０ｂ…第２部分
３６…第４半導体層
３７…発光層
３８…第３半導体層
４０…絶縁膜
４１，４２，４３，４４…開口
Ｅ１…第１電極
Ｅ２…第２電極
Ｅ２ａ，Ｅ４ａ…切り欠き
Ｅ２ｂ，Ｅ４ｂ…パッド電極
Ｅ２ｃ，Ｅ４ｃ…接続部
Ｅ２ｄ，Ｅ４ｄ…弧状部
Ｅ３…第３電極
Ｅ４…第４電極
Ｍ１…第１メサ
Ｍ１ｓ，Ｍ２ｓ…側面
Ｍ２…第２メサ
Ｔ，Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３…溝

Claims (5)

1. 基板と、
   前記基板上に設けられた受光部と、
   前記基板上に設けられた発光部と、
   を備え、
   前記受光部は、第１メサを備え、前記第１メサは、第１導電型のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を含む第１半導体層と、第２導電型のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を含む第２半導体層と、前記第１半導体層と前記第２半導体層との間に配置され、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を含み赤外線に感度を有する光吸収層と、を備え、
   前記発光部は、第２メサを備え、前記第２メサは、前記基板上に設けられた第１部分と、前記第１部分上に設けられた第２部分と、を備え、前記第１部分は、前記第１メサと同じ積層構造を有し、前記第２部分は、第１導電型のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を含む第３半導体層と、第２導電型のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を含む第４半導体層と、前記第３半導体層と前記第４半導体層との間に配置され、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を含み赤外線を出射する発光層と、を備える、光デバイス。
2. 前記第１メサは、前記光吸収層の伝導帯のエネルギーレベルに対して障壁を提供する電子バリア層と、前記光吸収層の価電子帯のエネルギーレベルに対して障壁を提供するホールバリア層と、を更に備える、請求項１に記載の光デバイス。
3. 前記光吸収層が、タイプＩＩの超格子構造を有する、請求項１又は請求項２に記載の光デバイス。
4. 前記発光層が、タイプＩＩの超格子構造を有する、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の光デバイス。
5. 前記基板と前記受光部との間、及び前記基板と前記発光部との間に配置された電流ブロック層を更に備え、
   前記電流ブロック層が、前記第１メサと前記第２メサとの間において前記第１メサの側面及び前記第２メサの側面によって形成された溝の底面を提供する、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の光デバイス。

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