JPH01283882A - 横形ホトダイオード - Google Patents
横形ホトダイオードInfo
- Publication number
- JPH01283882A JPH01283882A JP63112840A JP11284088A JPH01283882A JP H01283882 A JPH01283882 A JP H01283882A JP 63112840 A JP63112840 A JP 63112840A JP 11284088 A JP11284088 A JP 11284088A JP H01283882 A JPH01283882 A JP H01283882A
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- JP
- Japan
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- photodiode
- electrode
- light
- arc
- electrodes
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- Pending
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- Photo Coupler, Interrupter, Optical-To-Optical Conversion Devices (AREA)
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】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、半導体装置、特に横形ホトダイオードの電
極構造に関するものである。
極構造に関するものである。
〔従来の技術］
近年、光通信の発達に伴い、ＩＣ化された光受信機も進
歩してきている。上記受信機は光信号を電気信号に変換
するものであるが、基本的に光信号を電流信号に変換す
る光−電流変換部及び電流信号を電圧信号に変換する電
流−電圧変換部によシ構成される。上記受信器において
光−電流変換部には一般に横形ホトダイオードが用いら
れる。
歩してきている。上記受信機は光信号を電気信号に変換
するものであるが、基本的に光信号を電流信号に変換す
る光−電流変換部及び電流信号を電圧信号に変換する電
流−電圧変換部によシ構成される。上記受信器において
光−電流変換部には一般に横形ホトダイオードが用いら
れる。
第４図は、従来の横形ホトダイオードの電極構造の一例
を示す〇 このものは、基板上に電極形状がくし型で、くしの歯に
あたる部分（１ａ）、（２ａ）が棒状である第１Ｋｍ（
１）及び第２電極（２）を、互いの歯が同一平面上で対
向する構造に形成する。また、とのホトダイオードの受
光可能領域（１３ンは矩形である。
を示す〇 このものは、基板上に電極形状がくし型で、くしの歯に
あたる部分（１ａ）、（２ａ）が棒状である第１Ｋｍ（
１）及び第２電極（２）を、互いの歯が同一平面上で対
向する構造に形成する。また、とのホトダイオードの受
光可能領域（１３ンは矩形である。
第５図は、従来用いられてきた横形ホトダイオードの電
極構造の他の一例である。その形状は上記ホトダイオー
ドと同様のくし型で、くしの歯（ｌａ）、（２ａ）は棒
状であるが、受光可能領域（１３）が円形である。
極構造の他の一例である。その形状は上記ホトダイオー
ドと同様のくし型で、くしの歯（ｌａ）、（２ａ）は棒
状であるが、受光可能領域（１３）が円形である。
以上に示した従来構造において、第１電極（１）及び第
２電極（２）間にバイアスを印加した状態で、光を入射
すると入射光のスポット（１４）位置でキャリアが発生
し光電流が生じる。
２電極（２）間にバイアスを印加した状態で、光を入射
すると入射光のスポット（１４）位置でキャリアが発生
し光電流が生じる。
第４図に示した構造では光ファイバからの入射光のスポ
ラ） （１４）形が円形であるのに対し、受光可能領域
（１３）が矩形であ夛、光のあたらない不要な部分が多
く、その分、ホトダイオードの寄生容量も大きい。第５
図は上述の問題を考慮し、受光可能領域（１３）を円形
とすることによシ、光７アイパとの結合効率を損なわす
ホトダイオードの寄生容量を低減した構造である。
ラ） （１４）形が円形であるのに対し、受光可能領域
（１３）が矩形であ夛、光のあたらない不要な部分が多
く、その分、ホトダイオードの寄生容量も大きい。第５
図は上述の問題を考慮し、受光可能領域（１３）を円形
とすることによシ、光７アイパとの結合効率を損なわす
ホトダイオードの寄生容量を低減した構造である。
〔発明が解決しようとする課題」
ＩＣ化された光受信器において、大容量な情報伝送を達
成するためには、上記受信器の受光素子と電子回路で決
まるＣＲ時定数を小さくし高速応答性を向上する必要が
あるが第４図における構造ではホトダイオードの寄生容
量が大きくその分応答速度に影響を及ぼすという問題が
あった。また、第５図における構造では、ホトダイオー
ドの直径を変更する場合に、くしの歯の長さ及び本数、
くしの歯をつなぐ１極部分の曲率の変更など変更箇所が
多いため、変更に時間がかかったシ、変更時におけるミ
スも生じやすいなどの問題点があった。
成するためには、上記受信器の受光素子と電子回路で決
まるＣＲ時定数を小さくし高速応答性を向上する必要が
あるが第４図における構造ではホトダイオードの寄生容
量が大きくその分応答速度に影響を及ぼすという問題が
あった。また、第５図における構造では、ホトダイオー
ドの直径を変更する場合に、くしの歯の長さ及び本数、
くしの歯をつなぐ１極部分の曲率の変更など変更箇所が
多いため、変更に時間がかかったシ、変更時におけるミ
スも生じやすいなどの問題点があった。
この発明は上記の様な問題点を解消する丸めになされた
もので、ホトダイオードの受光可能領域（１３）が円形
となる′ｆｊ１．ｗ形状を有することによシ光ファイバ
との結合効率を損わず、しかもホトダイオードの寄生容
量が低減できるとともに、さらに上記！種形状を有する
ことによシ設計変更が容易にできる横形ホトダイオード
を得ることを目的とする。
もので、ホトダイオードの受光可能領域（１３）が円形
となる′ｆｊ１．ｗ形状を有することによシ光ファイバ
との結合効率を損わず、しかもホトダイオードの寄生容
量が低減できるとともに、さらに上記！種形状を有する
ことによシ設計変更が容易にできる横形ホトダイオード
を得ることを目的とする。
〔課題を解決するための手段Ｊ
この発１１における横形ホトダイオードは、少なくとも
１つ以上の孤状部を有する第１［ｉと、少なくとも１つ
の孤状部を有し、この孤状部が上記第１電鈑の孤状部と
同心円上に且つ同一平面上に対向した第２１！極とを含
み、受光可能領域を円形としたものである。
１つ以上の孤状部を有する第１［ｉと、少なくとも１つ
の孤状部を有し、この孤状部が上記第１電鈑の孤状部と
同心円上に且つ同一平面上に対向した第２１！極とを含
み、受光可能領域を円形としたものである。
この発明における横形ホトダイオードは電極の孤状部が
同心円状に対向する少なくとも２つ以上のｔＷを同一平
面上に構成することによシ、受光部形状を円形としたた
めに、入射光の円形のスポットに対して光のあたらない
不要な部分を少なくし、寄生容量を低減する。ま九、上
記電極構造を有するためにプロセスを完了した上記ホト
ダイオードにおいても簡単な手段で受光部の形状を損な
うことなく径を小さくすることができ、その分の寄生容
量が低減できる。
同心円状に対向する少なくとも２つ以上のｔＷを同一平
面上に構成することによシ、受光部形状を円形としたた
めに、入射光の円形のスポットに対して光のあたらない
不要な部分を少なくし、寄生容量を低減する。ま九、上
記電極構造を有するためにプロセスを完了した上記ホト
ダイオードにおいても簡単な手段で受光部の形状を損な
うことなく径を小さくすることができ、その分の寄生容
量が低減できる。
さらに、上記ＩＥ厘溝構造有するために設計変更時の変
更箇所が減シ、変更に要する時間及び変更時に生じるミ
スが低減できる。
更箇所が減シ、変更に要する時間及び変更時に生じるミ
スが低減できる。
〔実施例］
以下、この発明の一実施例を図に従って説明する。第１
図（ａ）は、この発明の一実施例による横形ホトダイオ
ードのｔ極構造を示す。また第１図（ｂ）は、上記ら）
図上のＸＹ間でホトダイオードを切ったときの断面構造
を示す。これらの図において、ＧａＡｓ基板（８）上に
８１をイオン注入することでホトダイオードの活性層（
７）を形成する。この後、この活性層（７）上に１つの
孤状部（ｌａ）を有する第１電極（１）及び上記孤状部
（１ａ）と同心円上に対向する２つの孤状部（２ａ）
（２ｃ）を有する第２電極（２）をパターンニングによ
多形成する。この実施例の場合、電［（１）（２）をＷ
Ｓｉによって形成する。
図（ａ）は、この発明の一実施例による横形ホトダイオ
ードのｔ極構造を示す。また第１図（ｂ）は、上記ら）
図上のＸＹ間でホトダイオードを切ったときの断面構造
を示す。これらの図において、ＧａＡｓ基板（８）上に
８１をイオン注入することでホトダイオードの活性層（
７）を形成する。この後、この活性層（７）上に１つの
孤状部（ｌａ）を有する第１電極（１）及び上記孤状部
（１ａ）と同心円上に対向する２つの孤状部（２ａ）
（２ｃ）を有する第２電極（２）をパターンニングによ
多形成する。この実施例の場合、電［（１）（２）をＷ
Ｓｉによって形成する。
以上の工程によシ、第１図に示したショットキー型の横
形ホトダイオードを得ることができる。
形ホトダイオードを得ることができる。
また、第２図は、この発明の他の実施例を示す。
この図に示すホトダイオードは上述の工程によυ形成さ
れるが、その電極が第１電極から第６電極まで６つの電
極（１） （２） （３） （４） （５） （６）に
よシ構成されている。
れるが、その電極が第１電極から第６電極まで６つの電
極（１） （２） （３） （４） （５） （６）に
よシ構成されている。
上記第１図第２図に示す実施例においては、受光部（１
３）形状を円形としたことで光ファイバーとの結合効率
を損うことなく、光のあたらない不要な部分をと）除き
、容量を低減している。さらに［極の孤状部（ｌａ）
（２ａ） （２ａ）を同心円上に並べたためにホトダイ
オードの端の部分（２ａ）も電極として有効に動作する
ので第５図のホトダイオードのように、くしの柄（ｌｂ
） （２ｂ）の部分での余裕をみる必要がなくその径を
小さくすることができ、寄生容量を低減することができ
る。さらにプロセスを完了した上記ホトダイオードにお
いて、入射光のスポット径にあわせてビーム等でくしの
歯にあたる電極の根元を外側から必要なだけカットする
だけで基本的に受光部の円形をくずすことなくホトダイ
オードの直径が小さくでき、その分の寄生容量を簡単に
低減することができる。
３）形状を円形としたことで光ファイバーとの結合効率
を損うことなく、光のあたらない不要な部分をと）除き
、容量を低減している。さらに［極の孤状部（ｌａ）
（２ａ） （２ａ）を同心円上に並べたためにホトダイ
オードの端の部分（２ａ）も電極として有効に動作する
ので第５図のホトダイオードのように、くしの柄（ｌｂ
） （２ｂ）の部分での余裕をみる必要がなくその径を
小さくすることができ、寄生容量を低減することができ
る。さらにプロセスを完了した上記ホトダイオードにお
いて、入射光のスポット径にあわせてビーム等でくしの
歯にあたる電極の根元を外側から必要なだけカットする
だけで基本的に受光部の円形をくずすことなくホトダイ
オードの直径が小さくでき、その分の寄生容量を簡単に
低減することができる。
また、この構造では、ホトダイオードの直径変更等に関
する再設計時においても、一番外側の電極についてのみ
、付加あるいは削除するだけでよく、変更箇所が減シ、
変更に要する時間及び変更時におけるミス等が低減でき
る。
する再設計時においても、一番外側の電極についてのみ
、付加あるいは削除するだけでよく、変更箇所が減シ、
変更に要する時間及び変更時におけるミス等が低減でき
る。
次に上述の第２図に示す実施例において、！！極をもつ
にしたことによシ生じる効果について説明する。上記実
施例では、従来のホトダイオードの機能に入射光のスポ
ット位置を検出する機能を付加することができる。さら
にこの検出機能により入射光のスポット位置をホトダイ
オードの中心位置に調節することが可能となる。第３図
にその過程の一例を示す。第２図に示すホトダイオード
の第２電極（２）と第電極（１）及び第３電ｉ （３）
との間にバイアス電圧を与え、光入射時にこの電極間に
おいて発生する光電流を検出するためのモニター用の電
流計を第２を極（２）に接続しておく。また、第４を極
（４）と第３電極（３）及び第５電極（５）との間にも
上記第２電極（２）と第１を極及び第３ｔｍとの間に与
えたバイアス電圧と同じ大きさのバイアス電圧を与え、
光入射時にこのｔ極間において発生する光電流のモニタ
ー用電流針を第４電極（４）に接続する。上述の状態の
オドダイオードに光を入射した様子を第３図（ａ）に示
す。光が第３図［株］）のスポット位置に入射したとす
ると図の中心に対して左側でキャリアが多く発生するの
で、第１電流計（９）における電流値よシ第２ｉＥ流計
（１０）における電流値の方が大きくなる。従って、５
ｔ験者は電流値を比較することでスポット位置がどちら
側にずれているのか知ることができる。また、上記第１
電流針（９）及び第２電流針（１０）の電流値が等しく
なるようにスポット位置を図の水平方向に移動するとと
によシ第３図（ｂ）に示すように水平方向に対して中心
位置に光を入射することができる。さらに、この状態か
ら第４を極（４）と第３電極（３）及び第５電極（５）
間にバイアスを与える代わシに、第６ｉ極（６）と第１
を極（１）及び第５電極（５）との間にバイアスを印加
し、第３電流計（１１）を第６ｉ［極（６）に接続し、
上記電流計（１１）に流れる電流を第１電流計（９）の
電流値と比較すると図の上下方向についてスポット位置
が確認でき、上下方向のスポット位置を調節することが
できる。以上の過程よシスポット位置を第３図（ｃ）に
示すようにホトダイオードの中心に移動することが可能
となる。上述の機能によシ光を効率よくオートダイオー
ドに入射でき、しかもスポット位置のずれによる光の入
射量のバラツキも低減できる。また、スポット位置をホ
トダイオードの中心に調節した後に、第１．第３．第５
電極（１） （３）（５）をショートし、′４２．第４
．第６を極（２） （４，） （６）を＆ヨー）Ｌ、上
記第１．第３．第５ｗｌ極（１） （３） （５）と第
２．第４．第６電極（２） （４） （６）との間にバ
イアスを印加すると、第１図に示すホトダイオードと同
じ効果が得られる。しかし、第１図のホトダイオードで
は、その径をスポット位置のずれを考慮して、スポット
径よυ十分大きくする必要があるが、第２図に示すホト
ダイオードではスポット位置をホトダイオードの中心位
置に調節することができ、スポット位置のずれに対する
余裕を少なくすることができる。従ってホトダイオード
の径は第１図よりも小さくてすみ、その分の寄生容量は
低減できる。
にしたことによシ生じる効果について説明する。上記実
施例では、従来のホトダイオードの機能に入射光のスポ
ット位置を検出する機能を付加することができる。さら
にこの検出機能により入射光のスポット位置をホトダイ
オードの中心位置に調節することが可能となる。第３図
にその過程の一例を示す。第２図に示すホトダイオード
の第２電極（２）と第電極（１）及び第３電ｉ （３）
との間にバイアス電圧を与え、光入射時にこの電極間に
おいて発生する光電流を検出するためのモニター用の電
流計を第２を極（２）に接続しておく。また、第４を極
（４）と第３電極（３）及び第５電極（５）との間にも
上記第２電極（２）と第１を極及び第３ｔｍとの間に与
えたバイアス電圧と同じ大きさのバイアス電圧を与え、
光入射時にこのｔ極間において発生する光電流のモニタ
ー用電流針を第４電極（４）に接続する。上述の状態の
オドダイオードに光を入射した様子を第３図（ａ）に示
す。光が第３図［株］）のスポット位置に入射したとす
ると図の中心に対して左側でキャリアが多く発生するの
で、第１電流計（９）における電流値よシ第２ｉＥ流計
（１０）における電流値の方が大きくなる。従って、５
ｔ験者は電流値を比較することでスポット位置がどちら
側にずれているのか知ることができる。また、上記第１
電流針（９）及び第２電流針（１０）の電流値が等しく
なるようにスポット位置を図の水平方向に移動するとと
によシ第３図（ｂ）に示すように水平方向に対して中心
位置に光を入射することができる。さらに、この状態か
ら第４を極（４）と第３電極（３）及び第５電極（５）
間にバイアスを与える代わシに、第６ｉ極（６）と第１
を極（１）及び第５電極（５）との間にバイアスを印加
し、第３電流計（１１）を第６ｉ［極（６）に接続し、
上記電流計（１１）に流れる電流を第１電流計（９）の
電流値と比較すると図の上下方向についてスポット位置
が確認でき、上下方向のスポット位置を調節することが
できる。以上の過程よシスポット位置を第３図（ｃ）に
示すようにホトダイオードの中心に移動することが可能
となる。上述の機能によシ光を効率よくオートダイオー
ドに入射でき、しかもスポット位置のずれによる光の入
射量のバラツキも低減できる。また、スポット位置をホ
トダイオードの中心に調節した後に、第１．第３．第５
電極（１） （３）（５）をショートし、′４２．第４
．第６を極（２） （４，） （６）を＆ヨー）Ｌ、上
記第１．第３．第５ｗｌ極（１） （３） （５）と第
２．第４．第６電極（２） （４） （６）との間にバ
イアスを印加すると、第１図に示すホトダイオードと同
じ効果が得られる。しかし、第１図のホトダイオードで
は、その径をスポット位置のずれを考慮して、スポット
径よυ十分大きくする必要があるが、第２図に示すホト
ダイオードではスポット位置をホトダイオードの中心位
置に調節することができ、スポット位置のずれに対する
余裕を少なくすることができる。従ってホトダイオード
の径は第１図よりも小さくてすみ、その分の寄生容量は
低減できる。
尚、上記実施例においては、基板（８）にＧａＡ日、電
極α）（２）にＷｓｉを適用したが、基板（８）は８１
などの材料でもよく、また電極ａ）（２）もショットキ
ー電極であれば、この発明を適用することができる。こ
の場合にも、上述の効果が得られる。
極α）（２）にＷｓｉを適用したが、基板（８）は８１
などの材料でもよく、また電極ａ）（２）もショットキ
ー電極であれば、この発明を適用することができる。こ
の場合にも、上述の効果が得られる。
また、上記実施例においては、ショットキー型ノホトダ
イオードを形成したが、Ｐｎ接合のホトダイオードでも
この発明を適用することができる。、この場合にも、上
述の効果が得られる。
イオードを形成したが、Ｐｎ接合のホトダイオードでも
この発明を適用することができる。、この場合にも、上
述の効果が得られる。
尚、上記突施例においてｔ極は２つあるいは６つとした
が、少なくとも１つの孤状部が他のｔｉの孤状部と対向
して同心円上にならぶ形状ならば少なくとも２つ以上の
電極を形成することで、この発明を適用することができ
る。この場合にも上述の効果が得られる。
が、少なくとも１つの孤状部が他のｔｉの孤状部と対向
して同心円上にならぶ形状ならば少なくとも２つ以上の
電極を形成することで、この発明を適用することができ
る。この場合にも上述の効果が得られる。
また、上記第２図の実施例において、スポット位置の検
出機能について説明したが、位置を検出することについ
ては少なくとも３つ以上の！極を形成することで、この
発明を適用することができる０ ［発明の効果Ｊ 以上のように、この発明によれば横形ホトダイオードに
おいて、少なくとも１つ以上の孤状部を有する第１！極
と、少なくとも１つの孤状部を有し、この孤状部が上詔
第１！極の孤状部と同心円上に且つ同一平面上に対向し
た第２電極とを含み、受光可能領域を円形としたので、
入射光の円形のスポットに対して光のあたらない部分を
少なくし、光ファイバとの結合効率を損なわずに寄生容
量を低減する。また、上記ｔＷ溝構造有するためにプロ
セスを完了した上記ホトダイオードにおいても簡単な手
段で受光部形状を損なうことなく径を小さくでき、その
分の寄生容量が低減できる。
出機能について説明したが、位置を検出することについ
ては少なくとも３つ以上の！極を形成することで、この
発明を適用することができる０ ［発明の効果Ｊ 以上のように、この発明によれば横形ホトダイオードに
おいて、少なくとも１つ以上の孤状部を有する第１！極
と、少なくとも１つの孤状部を有し、この孤状部が上詔
第１！極の孤状部と同心円上に且つ同一平面上に対向し
た第２電極とを含み、受光可能領域を円形としたので、
入射光の円形のスポットに対して光のあたらない部分を
少なくし、光ファイバとの結合効率を損なわずに寄生容
量を低減する。また、上記ｔＷ溝構造有するためにプロ
セスを完了した上記ホトダイオードにおいても簡単な手
段で受光部形状を損なうことなく径を小さくでき、その
分の寄生容量が低減できる。
さらに、上記を極構造を有するために設計変更時の変更
箇所が減シ、変更に要する時間及び変更時に生じるミス
が低減できる。
箇所が減シ、変更に要する時間及び変更時に生じるミス
が低減できる。
第１図はこの発明の一実施例による半導体装置の電極構
造図及び断面図、第２図はこの発明において電極を６個
としたときの一実施例による半導体装置の電極構造図、
第３図は上記第２図に示すホトダイオードで入射光のス
ポット位置をホトダイオードの中心に移動させる過程を
示した図、第４図及び第５図は従来の半導体装置のｔ極
構造図である。 α）〜（６）は第１〜第６電極、（７）は活性層、（８
）は基板、（９） （１０） （１１）は第１．第２及
び第３電流計、（１２）は入射光のスポット位置、
（１３）はホトダイオードの受光可能領域、 （１４
）は入射光のスポットである。 尚、各図中同一符号は同一″ｉたは相当部分を示すＯ
造図及び断面図、第２図はこの発明において電極を６個
としたときの一実施例による半導体装置の電極構造図、
第３図は上記第２図に示すホトダイオードで入射光のス
ポット位置をホトダイオードの中心に移動させる過程を
示した図、第４図及び第５図は従来の半導体装置のｔ極
構造図である。 α）〜（６）は第１〜第６電極、（７）は活性層、（８
）は基板、（９） （１０） （１１）は第１．第２及
び第３電流計、（１２）は入射光のスポット位置、
（１３）はホトダイオードの受光可能領域、 （１４
）は入射光のスポットである。 尚、各図中同一符号は同一″ｉたは相当部分を示すＯ
Claims (1)
- （１）少なくとも１つ以上の孤状部を有する第１電極と
、少なくとも１つの孤状部を有し、この孤状部が上記第
１電極の孤状部と同心円上に且つ同一平面上に対向した
第２電極とを含み、受光可能領域が円形となることを特
徴とする横形ホトダイオード。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63112840A JPH01283882A (ja) | 1988-05-10 | 1988-05-10 | 横形ホトダイオード |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63112840A JPH01283882A (ja) | 1988-05-10 | 1988-05-10 | 横形ホトダイオード |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01283882A true JPH01283882A (ja) | 1989-11-15 |
Family
ID=14596847
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63112840A Pending JPH01283882A (ja) | 1988-05-10 | 1988-05-10 | 横形ホトダイオード |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01283882A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5382788A (en) * | 1993-07-16 | 1995-01-17 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Monolithic photoconductive bipolar pulsar utilizing a radial transmission line |
| US5512763A (en) * | 1993-10-28 | 1996-04-30 | Hitachi, Ltd. | Metal-semiconductor-metal photodetector |
| JP2003318435A (ja) * | 2002-04-23 | 2003-11-07 | Taiyo Yuden Co Ltd | Ｐｎ接合フォトダイオード |
| JP2017183453A (ja) * | 2016-03-30 | 2017-10-05 | 技術研究組合光電子融合基盤技術研究所 | ＳｉＧｅフォトダイオード |
-
1988
- 1988-05-10 JP JP63112840A patent/JPH01283882A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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