JPH11145488A - 半導体受光素子及びその製造方法 - Google Patents
半導体受光素子及びその製造方法Info
- Publication number
- JPH11145488A JPH11145488A JP9305149A JP30514997A JPH11145488A JP H11145488 A JPH11145488 A JP H11145488A JP 9305149 A JP9305149 A JP 9305149A JP 30514997 A JP30514997 A JP 30514997A JP H11145488 A JPH11145488 A JP H11145488A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- light receiving
- receiving element
- layer
- fiber
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Light Receiving Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 屈折型光受光素子又は導波路型光受光素子に
おいて、フアイバとの光結合を図る際、容易に高精度で
光結合が可能となる光受光素子およぴその製造方法を提
供することにある。 【解決手段】 光受光層１３を含む半導体多層構造より
なる受光部分と端面に表面側から離れるに従い内側に傾
斜した光入射端面１１を設けることにより、該光入射端
面１１で入射光を屈折させて、前記光受光層１３を入射
光が層厚方向に対し斜めに通過するようにした屈折型半
導体受光素子において、該光入射端面１１に対向して入
射光を導くファイバのガイドとなる溝１８を有すること
を特徴とする。
おいて、フアイバとの光結合を図る際、容易に高精度で
光結合が可能となる光受光素子およぴその製造方法を提
供することにある。 【解決手段】 光受光層１３を含む半導体多層構造より
なる受光部分と端面に表面側から離れるに従い内側に傾
斜した光入射端面１１を設けることにより、該光入射端
面１１で入射光を屈折させて、前記光受光層１３を入射
光が層厚方向に対し斜めに通過するようにした屈折型半
導体受光素子において、該光入射端面１１に対向して入
射光を導くファイバのガイドとなる溝１８を有すること
を特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体受光素子及
びその製造方法に関するものである。
びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の屈折型半導体受光素子を図２に示
す。図２において、２１は光入射端面、２２はｐ−Ｉn
Ｐ層、２３はＩnＧaＡs光受光層、２４はｎ−ＩnＰ層、
２５はｎ−ＩnＰ基板、２６はｐ電極、２７はｎ電極で
ある。図２に示すように、従来の屈折型半導体受光素子
では、光入射傾斜端面の近傍より劈開などによりチップ
が規定されている。
す。図２において、２１は光入射端面、２２はｐ−Ｉn
Ｐ層、２３はＩnＧaＡs光受光層、２４はｎ−ＩnＰ層、
２５はｎ−ＩnＰ基板、２６はｐ電極、２７はｎ電極で
ある。図２に示すように、従来の屈折型半導体受光素子
では、光入射傾斜端面の近傍より劈開などによりチップ
が規定されている。
【０００３】従来の導波路型半導体受光素子を図３に示
す。図３において、３１は光入射端面、３２は１μｍ厚
ｐ−ＩnＰ層、３３は２μｍ厚１．２μｍ組成ｐ−ＩnＧ
aＡsＰ光ガイド層、３４は３μｍ厚１．４μｍ組成Ｉn
ＧaＡsＰ光受光層、３５は２μｍ厚１．２μｍ組成ｎ−
ＩnＧaＡsＰ光ガイド層、３６は１μｍ厚ｎ−ＩnＰ層、
３７はｎ−ＩnＰ基板、３８はｐ電極、３９はｎ電極で
ある。
す。図３において、３１は光入射端面、３２は１μｍ厚
ｐ−ＩnＰ層、３３は２μｍ厚１．２μｍ組成ｐ−ＩnＧ
aＡsＰ光ガイド層、３４は３μｍ厚１．４μｍ組成Ｉn
ＧaＡsＰ光受光層、３５は２μｍ厚１．２μｍ組成ｎ−
ＩnＧaＡsＰ光ガイド層、３６は１μｍ厚ｎ−ＩnＰ層、
３７はｎ−ＩnＰ基板、３８はｐ電極、３９はｎ電極で
ある。
【０００４】図３に示すように、従来の導波路型半導体
受光素子は、劈開による光入射端面によりチップが規定
されている。このため、ファイバ等との光学的結合は、
ファイバ光端を受光感度が最大になる位置まで数ミクロ
ンの精度で機械的に微動させて合わせこむ必要が有る。
従って、受光素子とファイバを組み合わせてモジュール
を製作するとき、極めて高精度な位置あわせ技術が必要
であり、微小なずれで、受光感度の低下や応答速度の低
下が発生するという問題が有る。
受光素子は、劈開による光入射端面によりチップが規定
されている。このため、ファイバ等との光学的結合は、
ファイバ光端を受光感度が最大になる位置まで数ミクロ
ンの精度で機械的に微動させて合わせこむ必要が有る。
従って、受光素子とファイバを組み合わせてモジュール
を製作するとき、極めて高精度な位置あわせ技術が必要
であり、微小なずれで、受光感度の低下や応答速度の低
下が発生するという問題が有る。
【０００５】このため、通常は受光素子とファイバの間
にレンズを１乃至２個挿入し、機械的位置あわせ精度を
緩和する方法がとられている。しかしながら、このよう
なレンズ系の挿入は部品点数の増加や製作工程の増加と
なり、モジュールコストが上がってしまうという問題が
有る。
にレンズを１乃至２個挿入し、機械的位置あわせ精度を
緩和する方法がとられている。しかしながら、このよう
なレンズ系の挿入は部品点数の増加や製作工程の増加と
なり、モジュールコストが上がってしまうという問題が
有る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、屈折
型光受光素子又は導波路型光受光素子において、ファイ
バとの光結合を図る際、容易に高精度で光結合が可能と
なる光受光素子及びその製造方法を提供することにあ
る。
型光受光素子又は導波路型光受光素子において、ファイ
バとの光結合を図る際、容易に高精度で光結合が可能と
なる光受光素子及びその製造方法を提供することにあ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、図１に示すよ
うに、光受光層を含む半導体多層構造よりなる受光部分
と端面に表面側から離れるに従い内側に傾斜した光入射
端面を設けることにより、該光入射端面で入射光を屈折
させて、前記光受光層を入射光が層厚方向に対し斜めに
通過するようにした屈折型半導体受光素子において、該
光入射端面に対向して入射光を導くファイバのガイドと
なる溝を有することを特徴とする。
うに、光受光層を含む半導体多層構造よりなる受光部分
と端面に表面側から離れるに従い内側に傾斜した光入射
端面を設けることにより、該光入射端面で入射光を屈折
させて、前記光受光層を入射光が層厚方向に対し斜めに
通過するようにした屈折型半導体受光素子において、該
光入射端面に対向して入射光を導くファイバのガイドと
なる溝を有することを特徴とする。
【０００８】該光入射端面に対向して入射光を導くファ
イバのガイドとなる溝を有するため、この部分がファイ
バのガイドとして働く。又、光入射端面と入射光を導く
ファイバのガイドとなる溝をエッチングにより同時に製
作するため従来の屈折型半導体受光素子と完全に同一工
程にて製作が可能であることを特徴とする。従来技術と
は、ファイバ等との光結合が微妙な機械的位置あわせの
必要なく、高精度にできる点が異なる。
イバのガイドとなる溝を有するため、この部分がファイ
バのガイドとして働く。又、光入射端面と入射光を導く
ファイバのガイドとなる溝をエッチングにより同時に製
作するため従来の屈折型半導体受光素子と完全に同一工
程にて製作が可能であることを特徴とする。従来技術と
は、ファイバ等との光結合が微妙な機械的位置あわせの
必要なく、高精度にできる点が異なる。
【０００９】上記目的を達成する本発明の請求項３に係
る半導体受光素子は、光受光層を含む半導体多層構造よ
りなる導波路型半導体受光素子において、光入射端面に
対向して入射光を導くファイバのガイドとなる溝を有す
ることを特徴とする。該光入射端面に対向して入射光を
導くファイバのガイドとなる溝を有しているため、この
部分がファイバのガイドとして働く。このため、ファイ
バ等との光結合が、従来技術のような微妙な機械的位置
あわせの必要なく、高精度にできる。尚、溝の形状は、
ウェットエッチング等により安定な結晶面を用いて形成
することができる。
る半導体受光素子は、光受光層を含む半導体多層構造よ
りなる導波路型半導体受光素子において、光入射端面に
対向して入射光を導くファイバのガイドとなる溝を有す
ることを特徴とする。該光入射端面に対向して入射光を
導くファイバのガイドとなる溝を有しているため、この
部分がファイバのガイドとして働く。このため、ファイ
バ等との光結合が、従来技術のような微妙な機械的位置
あわせの必要なく、高精度にできる。尚、溝の形状は、
ウェットエッチング等により安定な結晶面を用いて形成
することができる。
【００１０】〔作用〕このように、本素子は、光入射端
面に対向して入射光を導くファイバのガイドとなる溝を
有しており、この部分がファイバのガイドとして作用す
るため、ファイバをセッティングするだけ高精度の位置
あわせが可能となる。又、１チップ上に並列に本素子を
配列するモノリシック構成により多数本のファイバとの
光結合を一括して高精度に行うことが可能となる。
面に対向して入射光を導くファイバのガイドとなる溝を
有しており、この部分がファイバのガイドとして作用す
るため、ファイバをセッティングするだけ高精度の位置
あわせが可能となる。又、１チップ上に並列に本素子を
配列するモノリシック構成により多数本のファイバとの
光結合を一括して高精度に行うことが可能となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】〔実施例１〕本発明の第１の実施
例を図１に示す。図１において、１１は光入射端面、１
２は１μｍ厚ｐ−ＩnＰ層、１３は１μｍ厚ＩnＧaＡs光
受光層、１４は１μｍ厚ｎ−ＩnＰ層、１５は半絶縁性
ＩnＰ基板、１６はｐ電極、１７はｎ電極、１８はＶ字
型溝である。素子の受光層面積は３０μｍ×５０μｍで
ある。
例を図１に示す。図１において、１１は光入射端面、１
２は１μｍ厚ｐ−ＩnＰ層、１３は１μｍ厚ＩnＧaＡs光
受光層、１４は１μｍ厚ｎ−ＩnＰ層、１５は半絶縁性
ＩnＰ基板、１６はｐ電極、１７はｎ電極、１８はＶ字
型溝である。素子の受光層面積は３０μｍ×５０μｍで
ある。
【００１２】光入射端面１１及びＶ字型溝１８はＴ字型
の窓を有するシリコン窒化膜マスクを用い、ブロムメタ
ノールを用いてウェットエッチングを行い、同時に形成
した。この時、光入射端面１１及びＶ字型溝１８は、
（００１）表面のウェハをブロムメタノールを用いたウ
ェットエッチングでは（１１１）Ａ面が図のように逆メ
サ形状で形成され、これに直交する方向では（−１−１
１）面が順メサ形状で形成されることを利用して形成し
た。
の窓を有するシリコン窒化膜マスクを用い、ブロムメタ
ノールを用いてウェットエッチングを行い、同時に形成
した。この時、光入射端面１１及びＶ字型溝１８は、
（００１）表面のウェハをブロムメタノールを用いたウ
ェットエッチングでは（１１１）Ａ面が図のように逆メ
サ形状で形成され、これに直交する方向では（−１−１
１）面が順メサ形状で形成されることを利用して形成し
た。
【００１３】この時、Ｖ字型型溝１８は面方位で精度よ
く製作され、従って、深さもマスクの窓幅で制御性よく
コントロールできる。もちろん、光入射端面（逆メサ
部）１１及びＶ字型溝１８は他のウェットエッチング液
やドライエッチング法を用いて形成してもよいし、他の
結晶面を利用したり、エッチングマスクの密着性を利用
し角度を制御して形成してもよい。Ｖ字型溝は、左右の
順メサ面の底辺がエッチング時間の経過と共に下に降り
てゆき、両側の底辺が一致することで自動的に形成され
るため、深さもマスク窓幅で制御性良くコントロールで
きるわけであるが、底辺が一致する前の状態はいわゆる
Ｕ字型の形状になる。このため、時間でエッチング深さ
を制御することにより必要に応じてＵ字型の溝も形成可
能である。また、エッチング途中で異なるエッチング液
に代えること等で形状の異なるＵ字型溝が形成可能であ
る。
く製作され、従って、深さもマスクの窓幅で制御性よく
コントロールできる。もちろん、光入射端面（逆メサ
部）１１及びＶ字型溝１８は他のウェットエッチング液
やドライエッチング法を用いて形成してもよいし、他の
結晶面を利用したり、エッチングマスクの密着性を利用
し角度を制御して形成してもよい。Ｖ字型溝は、左右の
順メサ面の底辺がエッチング時間の経過と共に下に降り
てゆき、両側の底辺が一致することで自動的に形成され
るため、深さもマスク窓幅で制御性良くコントロールで
きるわけであるが、底辺が一致する前の状態はいわゆる
Ｕ字型の形状になる。このため、時間でエッチング深さ
を制御することにより必要に応じてＵ字型の溝も形成可
能である。また、エッチング途中で異なるエッチング液
に代えること等で形状の異なるＵ字型溝が形成可能であ
る。
【００１４】光入射端面１１に無反射膜を形成し、シン
グルモードファイバをＶ字型溝１８でガイドさせ、波長
１．３μｍの光を導入すると、印加逆バイアス１．５Ｖ
で受光感度０．８Ａ／Ｗ以上の大きな値が得られた。こ
こで、光入射位置はＶ字型溝１８を形成するためのマス
クの精度でほぼ決定でき、ファイバの機械的移動による
位置あわせによらず決定できるため、高精度な位置決め
が可能であった。
グルモードファイバをＶ字型溝１８でガイドさせ、波長
１．３μｍの光を導入すると、印加逆バイアス１．５Ｖ
で受光感度０．８Ａ／Ｗ以上の大きな値が得られた。こ
こで、光入射位置はＶ字型溝１８を形成するためのマス
クの精度でほぼ決定でき、ファイバの機械的移動による
位置あわせによらず決定できるため、高精度な位置決め
が可能であった。
【００１５】また、シングルモードファイバの代わりに
先球ファイバを用い、ビームサイズを微小化しても、高
精度な位置決めが可能なため、焦点のビームサイズと同
等程度まで素子受光部分を微小化できる。従って、微小
化による超高速応答が可能な素子がファイバと高結合な
状態で実現できる。受光面積（１０μｍ×２０μｍ）の
素子で、受光感度を高く保ちながら、３ｄＢ帯域４０Ｇ
Ｈｚの高速動作が可能であった。このように、受光部分
とファイバを高精度にレンズ系なしに結合できるため、
モジュールも容易に製作できた。
先球ファイバを用い、ビームサイズを微小化しても、高
精度な位置決めが可能なため、焦点のビームサイズと同
等程度まで素子受光部分を微小化できる。従って、微小
化による超高速応答が可能な素子がファイバと高結合な
状態で実現できる。受光面積（１０μｍ×２０μｍ）の
素子で、受光感度を高く保ちながら、３ｄＢ帯域４０Ｇ
Ｈｚの高速動作が可能であった。このように、受光部分
とファイバを高精度にレンズ系なしに結合できるため、
モジュールも容易に製作できた。
【００１６】本実施例では、表面側のｐ−ＩnＰ層は結
晶成長によって形成しているが、結晶成長ではアンドー
プＩnＰ層とし、表面側の主たる部分の半導体の導電形
を、Ｚnの拡散や、イオン注人法とその後のアニールに
よって決定してもよい。また、半導体受光素子として
は、第１の導電形を有する半導体層上にあって、真性又
は第１の導電型の半導体層、超格子半導体層又は多重量
子井戸半導体層より成る光受光層１３とショットキー電
極との間に、前記光受光層１３と前記ショットキー電極
との間のショットキー障壁よりも高いショットキー障壁
を前記ショットキー電極に対して有するショットキーバ
リアハイトの高い半導体層を介在した多層構造を基板１
５上に構成してもよい。
晶成長によって形成しているが、結晶成長ではアンドー
プＩnＰ層とし、表面側の主たる部分の半導体の導電形
を、Ｚnの拡散や、イオン注人法とその後のアニールに
よって決定してもよい。また、半導体受光素子として
は、第１の導電形を有する半導体層上にあって、真性又
は第１の導電型の半導体層、超格子半導体層又は多重量
子井戸半導体層より成る光受光層１３とショットキー電
極との間に、前記光受光層１３と前記ショットキー電極
との間のショットキー障壁よりも高いショットキー障壁
を前記ショットキー電極に対して有するショットキーバ
リアハイトの高い半導体層を介在した多層構造を基板１
５上に構成してもよい。
【００１７】また、ショットキーバリアハイトの高い半
導体層は、Ｉn1-X-YＧaxＡlyＡs（０≦ｘ≦１，０≦ｙ
≦１）とその上の薄いＩn1-uＧauＡs1-vＰv（０≦ｕ≦
１，０≦ｖ≦１）よりなる半導体受光素子で構成しても
よい。また、本実施例では、基板１５として半絶縁性Ｉ
nＰを用い、基板側にｎ−ＩnＰ層を用いた例であるが、
ｐ−ＩnＰ層を用いても上記のｐとｎを逆にして同様に
製作可能であり、また、ｎ−ＩnＰやｐ−ＩnＰ基板を用
いても同様に製作可能である。
導体層は、Ｉn1-X-YＧaxＡlyＡs（０≦ｘ≦１，０≦ｙ
≦１）とその上の薄いＩn1-uＧauＡs1-vＰv（０≦ｕ≦
１，０≦ｖ≦１）よりなる半導体受光素子で構成しても
よい。また、本実施例では、基板１５として半絶縁性Ｉ
nＰを用い、基板側にｎ−ＩnＰ層を用いた例であるが、
ｐ−ＩnＰ層を用いても上記のｐとｎを逆にして同様に
製作可能であり、また、ｎ−ＩnＰやｐ−ＩnＰ基板を用
いても同様に製作可能である。
【００１８】また、ここでは、受光層１３として均一組
成のバルクを用いているが、アバランシェフォトダイオ
ードに用いられるＳＡＧＭ（Separate-absorption-grad
ed-multiplication）構造やＳＡＭ−ＳＬ（Separate ab
sorption and multiplication superlattice）構造や他
の超格子構造の半導体層等を用いても良いことは言うま
でもない。また、ＩnＧaＡsＰ／ＩnＰ系以外のＩnＧaＡ
lＡs／ＩnＧaＡsＰやＡlＧaＡs／ＧaＡs系などの材料系
や歪を内在するような材料系でも良いことは言うまでも
ない。
成のバルクを用いているが、アバランシェフォトダイオ
ードに用いられるＳＡＧＭ（Separate-absorption-grad
ed-multiplication）構造やＳＡＭ−ＳＬ（Separate ab
sorption and multiplication superlattice）構造や他
の超格子構造の半導体層等を用いても良いことは言うま
でもない。また、ＩnＧaＡsＰ／ＩnＰ系以外のＩnＧaＡ
lＡs／ＩnＧaＡsＰやＡlＧaＡs／ＧaＡs系などの材料系
や歪を内在するような材料系でも良いことは言うまでも
ない。
【００１９】〔実施例２〕本発明の第２の実施例を図４
に示す。図４において、４１は光入射端面、４２は１μ
ｍ厚ｐ−ＩnＰ層、４３は２μｍ厚１．２μｍ組成ｐ−
ＩnＧaＡsＰ光ガイド層、４４は３μｍ厚１．４μｍ組
成ＩnＧaＡsＰ光受光層、４５は２μｍ厚１．２μｍ組
成ｎ−ＩnＧaＡsＰ光ガイド層、４６は１μｍ厚ｎ−Ｉn
Ｐ層、４７は半絶縁性ＩnＰ基板、４８はｐ電極、４９
はｎ電極、４１０はＶ字型溝である。素子の受光層面積
は３０μｍ×１００μｍである。
に示す。図４において、４１は光入射端面、４２は１μ
ｍ厚ｐ−ＩnＰ層、４３は２μｍ厚１．２μｍ組成ｐ−
ＩnＧaＡsＰ光ガイド層、４４は３μｍ厚１．４μｍ組
成ＩnＧaＡsＰ光受光層、４５は２μｍ厚１．２μｍ組
成ｎ−ＩnＧaＡsＰ光ガイド層、４６は１μｍ厚ｎ−Ｉn
Ｐ層、４７は半絶縁性ＩnＰ基板、４８はｐ電極、４９
はｎ電極、４１０はＶ字型溝である。素子の受光層面積
は３０μｍ×１００μｍである。
【００２０】光入射端面４１をドライエッチングで形成
後、Ｖ字型溝４１０はシリコン窒化膜マスクを用い、ブ
ロムメタノールを用いてウェットエッチングを行い形成
した。この時、Ｖ字型溝４１０は、（００１）表面のウ
ェハをブロムメタノールを用いたウェットエッチングで
は図のように（−１−１１）面が順メサ形状で形成され
ることを利用して形成した。この時、Ｖ字型状は面方位
で精度よく製作され、従って、深さもマスクの窓幅で制
御性よくコントロールできる。
後、Ｖ字型溝４１０はシリコン窒化膜マスクを用い、ブ
ロムメタノールを用いてウェットエッチングを行い形成
した。この時、Ｖ字型溝４１０は、（００１）表面のウ
ェハをブロムメタノールを用いたウェットエッチングで
は図のように（−１−１１）面が順メサ形状で形成され
ることを利用して形成した。この時、Ｖ字型状は面方位
で精度よく製作され、従って、深さもマスクの窓幅で制
御性よくコントロールできる。
【００２１】もちろん、光入射端面４１はウェットエッ
チング法を用いて形成してもよい。また、Ｖ字型溝４１
０は他のウェットエッチング液やドライエッチング法を
用いて形成してもよいし、他の結晶面を利用したり、エ
ッチングマスクの密着性を利用し角度を制御して形成し
てもよい。Ｖ字型溝は、左右の順メサ面の底辺がエッチ
ング時間の経過と共に下に降りてゆき、両側の底辺が一
致することで自動的に形成されるため、深さもマスク窓
幅で制御性良くコントロールできるわけであるが、底辺
が一致する前の状態はいわゆるＵ字型の形状になる。こ
のため、時間でエッチング深さを制御することにより必
要に応じてＵ字型の溝も形成可能である。また、エッチ
ング途中で異なるエッチング液に代えること等で形状の
異なるＵ字型溝が形成可能である。
チング法を用いて形成してもよい。また、Ｖ字型溝４１
０は他のウェットエッチング液やドライエッチング法を
用いて形成してもよいし、他の結晶面を利用したり、エ
ッチングマスクの密着性を利用し角度を制御して形成し
てもよい。Ｖ字型溝は、左右の順メサ面の底辺がエッチ
ング時間の経過と共に下に降りてゆき、両側の底辺が一
致することで自動的に形成されるため、深さもマスク窓
幅で制御性良くコントロールできるわけであるが、底辺
が一致する前の状態はいわゆるＵ字型の形状になる。こ
のため、時間でエッチング深さを制御することにより必
要に応じてＵ字型の溝も形成可能である。また、エッチ
ング途中で異なるエッチング液に代えること等で形状の
異なるＵ字型溝が形成可能である。
【００２２】光入射端面４１に無反射膜を形成し、シン
グルモードファイバをＶ字型溝４１０でガイドさせ、波
長１．３μｍの光を導入すると、印加逆バイアス３．０
Ｖで受光感度０．８Ａ／Ｗ以上の大きな値が得られた。
ここで、光入射位置はＶ字型溝４１０を形成するための
マスクの精度でほぼ決定でき、ファイバの機械的移動に
よる位置あわせによらず決定できるため、高精度な位置
決めが可能であった。
グルモードファイバをＶ字型溝４１０でガイドさせ、波
長１．３μｍの光を導入すると、印加逆バイアス３．０
Ｖで受光感度０．８Ａ／Ｗ以上の大きな値が得られた。
ここで、光入射位置はＶ字型溝４１０を形成するための
マスクの精度でほぼ決定でき、ファイバの機械的移動に
よる位置あわせによらず決定できるため、高精度な位置
決めが可能であった。
【００２３】また、シングルモードファイバの代わりに
先球ファイバを用い、ビームサイズを微小化しても、高
精度な位置決めが可能なため、焦点のビームサイズと同
等程度まで素子受光部分を微小化できる。従って、微小
化による超高速応答が可能な素子がファイバと高結合な
状態で実現できる。このように、受光部分とファイバを
高精度にレンズ系なしに結合できるため、モジュールも
容易に製作できた。
先球ファイバを用い、ビームサイズを微小化しても、高
精度な位置決めが可能なため、焦点のビームサイズと同
等程度まで素子受光部分を微小化できる。従って、微小
化による超高速応答が可能な素子がファイバと高結合な
状態で実現できる。このように、受光部分とファイバを
高精度にレンズ系なしに結合できるため、モジュールも
容易に製作できた。
【００２４】本実施例では、表面側のｐ−ＩnＰ層及び
ｐ一ＩnＧaＡsＰ光ガイド層は結晶成長によって形成し
ているが、結晶成長ではアンドープ層とし、表面側の主
たる部分の半導体の導電形を、Ｚnの拡散や、イオン注
入法とその後のアニールによって決定してもよい。ま
た、本実施例では、基板４７として半絶縁性ＩnＰを用
い、基板側にｎ−ＩnＰ層を用いた例であるが、ｐ−Ｉn
Ｐ層を用いても上記のｐとｎを逆にして同様に製作可能
であり、また、ｎ−ＩnＰやｐ−ＩnＰ基板を用いても同
様に製作可能である。
ｐ一ＩnＧaＡsＰ光ガイド層は結晶成長によって形成し
ているが、結晶成長ではアンドープ層とし、表面側の主
たる部分の半導体の導電形を、Ｚnの拡散や、イオン注
入法とその後のアニールによって決定してもよい。ま
た、本実施例では、基板４７として半絶縁性ＩnＰを用
い、基板側にｎ−ＩnＰ層を用いた例であるが、ｐ−Ｉn
Ｐ層を用いても上記のｐとｎを逆にして同様に製作可能
であり、また、ｎ−ＩnＰやｐ−ＩnＰ基板を用いても同
様に製作可能である。
【００２５】また、ここでは、受光層４４として均一組
成のバルクを用いているが、アバランシェフォトダイオ
ードに用いられるＳＡＧＭ（Separate-absorption-grad
ed-multiplication）構造やＳＡＭ−ＳＬ（Separate ab
sorption and multiplication superlattice）構造や他
の超格子構造の半導体層等を用いても良いことは言うま
でもない。また、ＩnＧaＡsＰ／ＩnＰ系以外のＩnＧaＡ
lＡs／ＩnＧaＡsＰやＡlＧaＡs／ＧaＡs系などの材料系
や歪を内在するような材料系でも良いことは言うまでも
ない。
成のバルクを用いているが、アバランシェフォトダイオ
ードに用いられるＳＡＧＭ（Separate-absorption-grad
ed-multiplication）構造やＳＡＭ−ＳＬ（Separate ab
sorption and multiplication superlattice）構造や他
の超格子構造の半導体層等を用いても良いことは言うま
でもない。また、ＩnＧaＡsＰ／ＩnＰ系以外のＩnＧaＡ
lＡs／ＩnＧaＡsＰやＡlＧaＡs／ＧaＡs系などの材料系
や歪を内在するような材料系でも良いことは言うまでも
ない。
【００２６】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、光受光層
を含む半導体多層構造よりなる受光部分と端面に表面側
から離れるに従い内側に傾斜した光入射端面を設けるこ
とにより、該光入射端面で入射光を屈折させて、前記光
受光層を入射光が層厚方向に対し斜めに通過するように
した屈折型半導体受光素子、又は、光受光層を含む半導
体多層構造よりなる導波路型半導体受光素子において、
光入射端面に対向してＶ又はＵ字型等の溝が形成されて
いるため、この部分がファイバのガイドとして働き、フ
ァイバをセッティングするだけで高精度の位置あわせが
可能となる。
を含む半導体多層構造よりなる受光部分と端面に表面側
から離れるに従い内側に傾斜した光入射端面を設けるこ
とにより、該光入射端面で入射光を屈折させて、前記光
受光層を入射光が層厚方向に対し斜めに通過するように
した屈折型半導体受光素子、又は、光受光層を含む半導
体多層構造よりなる導波路型半導体受光素子において、
光入射端面に対向してＶ又はＵ字型等の溝が形成されて
いるため、この部分がファイバのガイドとして働き、フ
ァイバをセッティングするだけで高精度の位置あわせが
可能となる。
【００２７】又、屈折型半導体受光素子製作において
は、光入射端面とＶ又はＵ字型の溝をエッチングにより
同時に製作するため従来の屈折型半導体受光素子と完全
に同一工程にて製作が可能である。光入射位置は溝を形
成するためのマスクの精度でほぼ決定でき、ファイバの
機械的移動による位置あわせによらず決定できるため、
高精度な位置決めが可能である。
は、光入射端面とＶ又はＵ字型の溝をエッチングにより
同時に製作するため従来の屈折型半導体受光素子と完全
に同一工程にて製作が可能である。光入射位置は溝を形
成するためのマスクの精度でほぼ決定でき、ファイバの
機械的移動による位置あわせによらず決定できるため、
高精度な位置決めが可能である。
【００２８】また、シングルモードファイバの代わりに
先球ファイバを用い、ビームサイズを微小化しても、高
精度な位置決めが可能なため、焦点のビームサイズと同
等程度まで素子受光部分を微小化でき、超高速応答が可
能な素子がファイバと高結合な状態で実現できる。この
ように、受光部分とファイバを高精度にレンズ系なしに
結合できるため、モジュール化において、部品点数の低
減や製作工程の簡素化が図れ、低コストかつ超高速応答
可能なモジュールが製作可能となる。
先球ファイバを用い、ビームサイズを微小化しても、高
精度な位置決めが可能なため、焦点のビームサイズと同
等程度まで素子受光部分を微小化でき、超高速応答が可
能な素子がファイバと高結合な状態で実現できる。この
ように、受光部分とファイバを高精度にレンズ系なしに
結合できるため、モジュール化において、部品点数の低
減や製作工程の簡素化が図れ、低コストかつ超高速応答
可能なモジュールが製作可能となる。
【００２９】又、１チップ上に並列に本素子を配列する
モノリシック構成により多数本のファイバとの光結合を
一括して高精度に行うことが可能となり、そのモジュー
ル化も容易に行なうことができる。
モノリシック構成により多数本のファイバとの光結合を
一括して高精度に行うことが可能となり、そのモジュー
ル化も容易に行なうことができる。
【図１】本発明の第１の実施例に係る半導体受光素子の
斜視図である。
斜視図である。
【図２】従来の屈折型半導体光受光素子の断面図であ
る。
る。
【図３】従来の導波路型半導体光受光素子の断面図であ
る。
る。
【図４】本発明の第２の実施例に係る半導体受光素子の
斜視図である。
斜視図である。
１１ 光入射端面 １２ ｐ−ＩnＰ層 １３ ＩnＧaＡs光受光層 １４ ｎ−ＩnＰ層 １５ 半絶縁性ＩnＰ基板 １６ ｐ電極 １７ ｎ電極 １８ Ｖ字型溝 ４１ 光入射端面 ４２ ｐ−ＩnＰ層 ４３ ｐ−ＩnＧaＡsＰ光ガイド層 ４４ ＩnＧaＡsＰ光受光層 ４５ ｎ−ＩnＧaＡsＰ光ガイド層 ４６ ｎ−ＩnＰ層 ４７ 半絶縁性ＩnＰ基板 ４８ ｐ電極 ４９ ｎ電極 ４１０ Ｖ字型溝
Claims (5)
- 【請求項１】 光受光層を含む半導体多層構造よりなる
受光部分と端面に表面側から離れるに従い内側に傾斜し
た光入射端面を設けることにより、該光入射端面で入射
光を屈折させて、前記光受光層を入射光が層厚方向に対
し斜めに通過するようにした屈折型半導体受光素子にお
いて、該光入射端面に対向して入射光を導くファイバの
ガイドとなる溝を有することを特徴とする半導体受光素
子。 - 【請求項２】 請求項１記載の半導体受光素子を製造す
る方法において、光入射端面と入射光を導くファイバの
ガイドとなる溝をエッチングにより同時に製作すること
を特徴とする半導体受光素子の製造方法。 - 【請求項３】 光受光層を含む半導体多層構造よりなる
導波路型半導体受光素子において、光入射端面に対向し
て入射光を導くファイバのガイドとなる溝を有すること
を特徴とする半導体受光素子。 - 【請求項４】 請求項１又は３記載の半導体受光素子に
おいて、前記溝がＶ又はＵ字型であることを特徴とする
半導体受光素子。 - 【請求項５】 請求項２記載の半導体受光素子の製造方
法において、前記溝がＶ又はＵ字型であることを特徴と
する半導体受光素子の製造方法。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9305149A JPH11145488A (ja) | 1997-11-07 | 1997-11-07 | 半導体受光素子及びその製造方法 |
| US09/184,218 US6353250B1 (en) | 1997-11-07 | 1998-11-02 | Semiconductor photo-detector, semiconductor photo-detection device, and production methods thereof |
| US10/005,705 US6770945B2 (en) | 1997-11-07 | 2001-12-04 | Semiconductor photo-detector, semiconductor photodetection device, and production methods thereof |
| US10/702,637 US7256062B2 (en) | 1997-11-07 | 2003-11-05 | Semiconductor photo-detector, semiconductor photo-detection device, and production methods thereof |
| US10/702,577 US6917032B2 (en) | 1997-11-07 | 2003-11-05 | Semiconductor photo-detector, semiconductor photodetection device, and production methods thereof |
| US11/825,413 US7575949B2 (en) | 1997-11-07 | 2007-07-06 | Semiconductor photo-detector, semiconductor photo-detection device, and production method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9305149A JPH11145488A (ja) | 1997-11-07 | 1997-11-07 | 半導体受光素子及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11145488A true JPH11145488A (ja) | 1999-05-28 |
Family
ID=17941673
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9305149A Pending JPH11145488A (ja) | 1997-11-07 | 1997-11-07 | 半導体受光素子及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11145488A (ja) |
-
1997
- 1997-11-07 JP JP9305149A patent/JPH11145488A/ja active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7575949B2 (en) | Semiconductor photo-detector, semiconductor photo-detection device, and production method thereof | |
| JP2830591B2 (ja) | 半導体光機能素子 | |
| EP0498169B1 (de) | Optoelektronisches Bauelement zum Aus- und Einkoppeln von Strahlung | |
| US5032879A (en) | Integrated semiconductor diode laser and photodiode structure | |
| US8149891B2 (en) | Semiconductor device and optical module | |
| KR102545749B1 (ko) | 광자 집적 회로에서의 레이저 정렬을 위한 기술 | |
| US6049638A (en) | Photodetector module | |
| Itoh et al. | Use of AuSn solder bumps in three-dimensional passive aligned packaging of LD/PD arrays on Si optical benches | |
| JP2001028456A (ja) | 半導体発光素子 | |
| US5981975A (en) | On-chip alignment fiducials for surface emitting devices | |
| US6395577B1 (en) | Photodetecting device and method of manufacturing the same | |
| JPH11145488A (ja) | 半導体受光素子及びその製造方法 | |
| JP3608763B2 (ja) | 半導体受光素子及び半導体受光装置の製造方法 | |
| JP3928901B2 (ja) | 半導体受光素子 | |
| Verdiell et al. | A WDM Receiver with an integrated optical preamplifier, aspheric lens and grating filter | |
| JP3672168B2 (ja) | 半導体受光装置 | |
| JP2003131088A (ja) | 光路変換体及びその製造方法並びにそれを用いた光モジュール | |
| JP4160825B2 (ja) | 光受光モジュール | |
| KR100726806B1 (ko) | 레일형 하이브리드 광전 변환 장치 | |
| JPH11307804A (ja) | 半導体受光素子の製造方法 | |
| CN117080857A (zh) | 光半导体装置 | |
| JPS6320398B2 (ja) | ||
| JPH11135823A (ja) | 半導体受光素子の製造法 | |
| KR100472382B1 (ko) | 평면도파로형광회로모듈및그제조방법 | |
| JPH11195809A (ja) | 半導体受光装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040316 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040706 |