JP2841876B2 - 半導体受光素子 - Google Patents
半導体受光素子Info
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- JP2841876B2 JP2841876B2 JP3001382A JP138291A JP2841876B2 JP 2841876 B2 JP2841876 B2 JP 2841876B2 JP 3001382 A JP3001382 A JP 3001382A JP 138291 A JP138291 A JP 138291A JP 2841876 B2 JP2841876 B2 JP 2841876B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光通信や光情報処理等に
於て用いられる半導体受光素子に関する。
於て用いられる半導体受光素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】化合物半導体受光素子は光通信や光情報
処理用の高感度受光器として実用化され、中でも大容量
長距離光通信用の波長１．５５μｍに対する半導体受光
素子の材料としてＩｎＧａＡｓが広く使われている。
処理用の高感度受光器として実用化され、中でも大容量
長距離光通信用の波長１．５５μｍに対する半導体受光
素子の材料としてＩｎＧａＡｓが広く使われている。
【０００３】ＩｎＧａＡｓを用いた従来のＰＩＮホトダ
イオードは、図３に示すように、ｎ型ＩｎＰ基板１２上
に、ｎ型ＩｎＰバッファ層２、ｎ型ＩｎＧａＡｓ光吸収
層３、ｎ型ＩｎＰ層４が積層され、ｎ型ＩｎＰ層中にｐ
領域が形成された構造になっている。このＩｎＧａＡｓ
を使ったＰＩＮホトダイオードの超高速応答を実現する
ためには、キャリア走行時間を短縮するために光吸収層
３を薄くすること、及びｐｎ接合容量を小さくすること
が必要となる。しかし走行時間の短縮のために光吸収層
を薄くすると、応答速度が改善される一方、吸収されず
に透過する光が多くなるため量子効率が下がる。
イオードは、図３に示すように、ｎ型ＩｎＰ基板１２上
に、ｎ型ＩｎＰバッファ層２、ｎ型ＩｎＧａＡｓ光吸収
層３、ｎ型ＩｎＰ層４が積層され、ｎ型ＩｎＰ層中にｐ
領域が形成された構造になっている。このＩｎＧａＡｓ
を使ったＰＩＮホトダイオードの超高速応答を実現する
ためには、キャリア走行時間を短縮するために光吸収層
３を薄くすること、及びｐｎ接合容量を小さくすること
が必要となる。しかし走行時間の短縮のために光吸収層
を薄くすると、応答速度が改善される一方、吸収されず
に透過する光が多くなるため量子効率が下がる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来例では２
μｍ以下の薄い光吸収層を持つＰＩＮホトダイオードの
場合、受光部から入射した１．５５μｍの光はｎ−Ｉｎ
ＧａＡｓ光吸収層内で吸収されるが、この光吸収層が２
μｍ以下と薄い場合、吸収しきれずに一部透過してしま
い、結果として量子効率が低下するという問題点があっ
た。
μｍ以下の薄い光吸収層を持つＰＩＮホトダイオードの
場合、受光部から入射した１．５５μｍの光はｎ−Ｉｎ
ＧａＡｓ光吸収層内で吸収されるが、この光吸収層が２
μｍ以下と薄い場合、吸収しきれずに一部透過してしま
い、結果として量子効率が低下するという問題点があっ
た。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体受光素子
は、ｎ−ＩｎＧａＡｓ光吸収層に挟まれたｎ−ＩｎＰ層
の内部にｐ−ＩｎＰ領域を有している。
は、ｎ−ＩｎＧａＡｓ光吸収層に挟まれたｎ−ＩｎＰ層
の内部にｐ−ＩｎＰ領域を有している。
【０００６】
【実施例】以下本発明の実施例について図面を参照して
説明する。図２に受光素子の形成工程を示す。半絶縁性
ＩｎＰ基板１上にｎ−ＩｎＰバッファ層２，ｎ−ＩｎＧ
ａＡｓ光吸収層３，ｎ−ＩｎＰ層４を順次成長させる
（図２（ａ））。この状態でｎ−ＩｎＰ層中に図２
（ｂ），（ｃ）（（ｃ）は平面図）に示すハッチングを
施した部分にＦＩＢを用いてｐ領域５を形成した後、再
びｎ−ＩｎＧａＡｓ光吸収層３，ｎ−ＩｎＰキャップ層
６をエピタキシャル成長させる（図２（ｄ））。この状
態で半分をＩｎＰバッファ層２までエッチングし、もう
半分を半絶縁性基板１までメサエッチを行なう（図２
（ｅ））。この後全面に表面保護膜７を成長した後ｐ−
ＩｎＰ層５の傾斜部分から下の基板１までストライプ状
のｐ側電極８を、またｎ−ＩｎＰキャップ層６とｎ−Ｉ
ｎＰバッファ層２にオーミック電極９を設け、この２つ
のコンタクトを結んでｎ側電極１０を形成する。この様
にして形成された半導体受光素子の断面を図１（ａ）に
平面図を図１（ｂ）に示す。
説明する。図２に受光素子の形成工程を示す。半絶縁性
ＩｎＰ基板１上にｎ−ＩｎＰバッファ層２，ｎ−ＩｎＧ
ａＡｓ光吸収層３，ｎ−ＩｎＰ層４を順次成長させる
（図２（ａ））。この状態でｎ−ＩｎＰ層中に図２
（ｂ），（ｃ）（（ｃ）は平面図）に示すハッチングを
施した部分にＦＩＢを用いてｐ領域５を形成した後、再
びｎ−ＩｎＧａＡｓ光吸収層３，ｎ−ＩｎＰキャップ層
６をエピタキシャル成長させる（図２（ｄ））。この状
態で半分をＩｎＰバッファ層２までエッチングし、もう
半分を半絶縁性基板１までメサエッチを行なう（図２
（ｅ））。この後全面に表面保護膜７を成長した後ｐ−
ＩｎＰ層５の傾斜部分から下の基板１までストライプ状
のｐ側電極８を、またｎ−ＩｎＰキャップ層６とｎ−Ｉ
ｎＰバッファ層２にオーミック電極９を設け、この２つ
のコンタクトを結んでｎ側電極１０を形成する。この様
にして形成された半導体受光素子の断面を図１（ａ）に
平面図を図１（ｂ）に示す。
【０００７】この様にして作製したＰＩＮホトダイオー
ドでは、ｎ−ＩｎＰキャップ層６から入射した１．５５
μｍの光は上のｎ−ＩｎＧａＡｓ光吸収層３で吸収され
るが、吸収されずに透過した光はｐ−ＩｎＰ層５を透過
した後、下のｎ−ＩｎＧａＡｓ光吸収層３にて吸収され
ることになる。このときｐ側電極８、ｎ側電極１０に逆
バイアス状態となる様に電圧をかけることにより空乏層
はｐ−ＩｎＰ層５の上下に設けたｎ−ＩｎＧａＡｓ層３
に広がるため、上下のｎ−ＩｎＧａＡｓ層３で発生した
キャリアを信号として取り出すことができる。このた
め、ｎ−ＩｎＧａＡｓ光吸収層中の走行時間を速くさせ
ることができる上、充分な量子効率が得られる。
ドでは、ｎ−ＩｎＰキャップ層６から入射した１．５５
μｍの光は上のｎ−ＩｎＧａＡｓ光吸収層３で吸収され
るが、吸収されずに透過した光はｐ−ＩｎＰ層５を透過
した後、下のｎ−ＩｎＧａＡｓ光吸収層３にて吸収され
ることになる。このときｐ側電極８、ｎ側電極１０に逆
バイアス状態となる様に電圧をかけることにより空乏層
はｐ−ＩｎＰ層５の上下に設けたｎ−ＩｎＧａＡｓ層３
に広がるため、上下のｎ−ＩｎＧａＡｓ層３で発生した
キャリアを信号として取り出すことができる。このた
め、ｎ−ＩｎＧａＡｓ光吸収層中の走行時間を速くさせ
ることができる上、充分な量子効率が得られる。
【０００８】またＦＩＢでｐ領域を形成する際ｐ領域の
径を受光径と同じ大きさにすることによってｐｎ接合容
量を減すことができる。
径を受光径と同じ大きさにすることによってｐｎ接合容
量を減すことができる。
【０００９】
【発明の効果】以上説明した様に本発明は薄い光吸収層
をｐ領域を含むｎ−ＩｎＰ層の上下に配することによっ
て、キャリアの走行時間による高速応答劣化を防ぐこと
ができる上、光吸収層を薄くしたため生じる量子効率の
低下を２層の光吸収層で受けるため防ぐことができる。
また２層の光吸収層の間に設けたｎ−ＩｎＰ層中のｐ領
域を受光径と同じ大きさにすることによってｐｎ接合容
量を小さくさせることができ、より高速応答が可能とな
る。
をｐ領域を含むｎ−ＩｎＰ層の上下に配することによっ
て、キャリアの走行時間による高速応答劣化を防ぐこと
ができる上、光吸収層を薄くしたため生じる量子効率の
低下を２層の光吸収層で受けるため防ぐことができる。
また２層の光吸収層の間に設けたｎ−ＩｎＰ層中のｐ領
域を受光径と同じ大きさにすることによってｐｎ接合容
量を小さくさせることができ、より高速応答が可能とな
る。
【図１】本発明の受光素子の断面図及び平面図。
【図２】本発明の半導体受光素子の製造工程を示す図。
【図３】従来例を示す図。
１ 半絶縁性ＩｎＰ基板 ２ ｎ−ＩｎＰバッファ層 ３ ｎ−ＩｎＧａＡｓ光吸収層 ４ ｎ−ＩｎＰ層 ５ ｐ領域 ６ ｎ−ＩｎＰキャップ層 ７ 表面保護膜 ８ ｐ側電極 ９ ｎ側オーミック電極 １０ ｎ側電極 １１ ｐ側オーミック電極 １２ ｎ−ＩｎＰ基板
Claims (1)
- 【請求項１】 ｎ−ＩｎＰ層をｎ−ＩｎＧａＡｓ光吸収
層で挟み、このｎ−ＩｎＰ層の内部にｐ−ＩｎＰ領域を
備えたことを特徴とする半導体受光素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3001382A JP2841876B2 (ja) | 1991-01-10 | 1991-01-10 | 半導体受光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3001382A JP2841876B2 (ja) | 1991-01-10 | 1991-01-10 | 半導体受光素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04297074A JPH04297074A (ja) | 1992-10-21 |
| JP2841876B2 true JP2841876B2 (ja) | 1998-12-24 |
Family
ID=11499936
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3001382A Expired - Fee Related JP2841876B2 (ja) | 1991-01-10 | 1991-01-10 | 半導体受光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2841876B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5818673B2 (ja) * | 2011-12-21 | 2015-11-18 | 日本オクラロ株式会社 | 光モジュール |
-
1991
- 1991-01-10 JP JP3001382A patent/JP2841876B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04297074A (ja) | 1992-10-21 |
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Legal Events
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| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19980922 |
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| R250 | Receipt of annual fees |
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