JPH02106979A - 波長分波型光検出器 - Google Patents

波長分波型光検出器

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JPH02106979A
JPH02106979A JP63261874A JP26187488A JPH02106979A JP H02106979 A JPH02106979 A JP H02106979A JP 63261874 A JP63261874 A JP 63261874A JP 26187488 A JP26187488 A JP 26187488A JP H02106979 A JPH02106979 A JP H02106979A
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JP
Japan
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wavelength
photodiode
photodetector
light
layer
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Pending
Application number
JP63261874A
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English (en)
Inventor
Akihiro Shima
島 顕洋
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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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】 〔産業上の利用分咀!t〕 この発明は、光通信用の波長分波型光検出器に関するも
のである。
〔従来の技術〕
波長i、o〜1.7μm帯の光フアイバ低損失領域では
、複数の波長の光を1本の光ファイバに伝送して通信容
量を多くとる波長多重通信方式が利用できる。波長多重
通信を行うために、以前から光合波器と光分波器を使用
する方法がとられているが、これに対し複数の波長の光
を独立に放出できる1つの光源と、波長分波機能を持っ
た1つの光検出器を用いれば、システムを−コンパクト
にまとめることができるとともに、上記の光学機器での
損失をも低減することができる。ここではこの光検出器
について説明する。
第3図は、例えば化合物半導体デバイスハンドブック(
昭和61年、サイエンスフォーラム社発行)に示されt
コ従来の波長分波機能付き光検出器を示す断面構造図で
あり、図において、1はn −InP基板、2はn −
I n Pバッファ層、3は波長λ1の光を吸収するI
nGaAsPからなるフォトダイオードであ呼、3aは
n −1n H−maG a xaA !1  *−y
a  P ya  層、 3 bは p    I  
n  トx*  GazaASI−y@Pya層、4は
p −I n P層、5は波長λbの光を吸収するIn
GaAsPからなるフォトダイオードであり、5aはp
 −1n 1−*bG a *bAsl−ybPybJ
i!、5bはn  In1−xbGa、。
As1□bPyb層、11は前記フォトダイオード3か
らの信号を取り出すn側の端子、12は前記フォトダイ
オード3およびフォトダイオード5のp側の共通の端子
、13は前記フォトダイオード5からの信号を取り出す
n側の端子、14は前記n −1n P基板1に形成さ
れたn側電極、15は前記p −I n P層4上に形
成されたp ON電極、16は前記n −1n G u
 A s P層5b上に形成されたn側電極である。
第4図はこの光検出器に基板1側よ)J 0.6〜1.
6μmの波長の光を入射した際の感度スペクトルを示す
もので、横軸に波長、縦軸に量子効率を示している。図
中左側のスペクトルは端子11−12間の出力、つまり
フォ1−ダイオード3の感度スペクトル、右側のスペク
トルは端子12−13間の出力、つまり7第1・ダイオ
ード5の感度スペクトルをそれぞれ示している。
次に動作について説明する。
この構造は吸収端波長、つまりバンドギャップの異なる
2つの7第1・ダイオード3,5を入射光に沿ってfI
S積したもので、光入射側となるフォトダイオード3は
、もう一方のフォトダイオード5よりバンドギャップが
大きく、フォトダイオードとして働くと同時に、波長多
重通信における2つの波長の短波長λ、のみを吸収する
反面、長波長λbを通過させるフィルタの役割も果して
いる。
この光検出器においては、フォトダイオード3でλ、<
t、aμmの短波長が吸収され、フォトダイオード5で
は1.3<λt、<1.53μmの長波長が吸収される
ようになっている。例えば波長多重通信の波長としてλ
1を1.0μm、λ、を1.4μmとすると、波長λ、
の光はフォトダイオード3により吸収され、端子11−
12間に起電力を生じ、抵抗等の負荷を接続すると電流
を生じ′る。この際の光電変換の量子効率は1.0μm
の波長で約50%である。
一方、λ、より波長の長いλ、はバンドギャップの大き
なフォトダイオード3には殆ど吸収されず透過し、バン
ドギャップの小さなフォトダイオード5に吸収され、フ
ォトダイオード3と同様に光電変換され、1.4μmの
波長でも約50%の量子効率を得るようになる。このよ
うに波長λ1の光信号は端子11−12より検出され、
波長λbの光信号は端子12−13より検出されるので
、この素子は波長分波型のモ、ノリシック光検出器とし
て動作し、多重連イεの光検出器として有効な素子であ
る。
〔発明が解決しようとする課題〕
従来の波長分波型光検出器は以上のように!+’4成さ
れているので、短波長のλ、がフォトダイオード3で十
分に吸収されずに7第1・ダイオード5にまで達してし
まった場合、7第1・ダイオード5は波長λ1とλ、の
両方の光信号を検知してしまうことになり、漏話が大き
くなってしまう欠点がある。第4図に示した左右のスペ
クトルの重なる領域がそのことを示している。したがっ
て、波長λ、を1.2μm、波長λbを1.4μmとし
、多重通信を行ったとすれば、フォトダイオード5は本
来フォトダイオード3により検知されるべき波長λ、に
も強い感度を持つようになってしまうなどの欠点があっ
た。
この発明は、上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、波長多重通信におけろ漏話が小さな波長分
波型光検出器を得ることを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
この発明に係る波長分波型光検出器は、複数のフォトダ
イオードのそれぞれの間に分波すべき光の波長に応じて
格子間隔を決定した回折格子をそれぞれ挿入したもので
ある。
〔作用〕
この発明における波長分波型光検出器は、複数のフォト
ダイオードの間に分波すべき光の波長に応じて格子間隔
を決定した回折格子をtip人したことから、この回折
格子において複数の波長の入射光を選択的に分波するた
め、複数の光検出器相互の漏話が低減される。
〔実施例〕
以下、この発“明の−実り色例を図面について説明する
第1図はこの発明の一実施例を示す波長分波型光検出器
の断面図である。第1図において、第3図と同一符号は
同−溝成部分を示し、8は前記基板1表面に対してθの
角度を持つ斜面、9はその斜面8上に形成された回折1
8子、17は光の入射部に形成された5i0211Qで
ある。
第2図はこの発明における波長分波型光検出器の感度ス
ペクトルを示ずものであり、第2図についての説明は従
来例で示した通りである。
次に製造方法について説明する。
n −1n P基板1上にn −I n Pバラフッ層
2 、11    I  n  1−1@G  n  
zaA  S  +−yaPya層3 a X pI 
n +−*aG a xaA S 1−yaP ya層
3bを順次結晶成長する。その後、フォトリソグラフィ
ー技術とエツチング技術を用いて成長面に対してθの角
度を持つ三角形状の溝を密に形成することによって斜面
8を形成する。このときの角度θは結晶面を利用すると
作製しやすい。次に、この三角形状の溝の斜面8上に薄
いレジストを塗布し、2光束の干渉露光法によって干渉
縞を転写し、さらに、エツチングによって波状の回折格
子9を形成する。
なお、この回折格子9のピッチdは、斜面8に対してθ
の入射角で入射してくろλ、の波長の光をブラッグ反射
するような条件に設定してお(。ここでは、^1を1.
2μmとし、この波長λ、の光をブラッグ反射するよう
に、θおよびdを設定する。次に光の入射部のみにIn
PやInGaAsPよりずっと屈折率の小さい材料を形
成するが、ここではS i O* 111A17を用い
た。2回目の結晶成長として、この上にp −1n P
層4.p−In1−xb G axb As 1−yb
PybNI5 (1,n  I nl−HbG a z
hA S I−ybP yb層5bを順次成長させるが
、5iOzllIA17上には直接結晶成長することは
不可能であるため、5ins膜17が形成されていない
部分、すなわちp−InGaAsP層3bを成長核とし
て横方向成長により5ift膜17上にフォトダイオー
ド5を結晶成長する。この場合の成長方法は、横方向成
長が容易な液相成長法を用いるのが望ましい。
最後に各電極14,15,18を従来例と同様に形成す
れば波長分波型光検出器の作製が完了する。
次に動作について説明する。
この発明は、従来例で示した7第1・ダイオード3と5
の間に回折格子9によるブラッグ反射を利用した光学〕
、fルタを挿入(7たものである。
多重通信用の2波長、λ1.λbが基板1側より入射さ
れると、短い波長λ、は7第1・ダイオード3にて吸収
されろ。ここで十分に吸収されなかった波長^、の光は
回折格子9によってブラッグ反射され、さらにフォトダ
イオード3で再吸収されろ。一方、λトはフォトダイオ
ード3では吸収されず透過し、回折格子9においてもブ
ラッグ反射されないため、フォトダイオード5に到達し
、そこで吸収される。したがって、この素子の感度スペ
クトルは、第2図に示すように、1.2μm付近に回折
格子9に反射を用いたフィルタの効果が現れ、乙の波長
における端子11−12間の出力(よ強められ、端子1
1−12間の出力は弱められるようになる。このように
従来の素子構造ではクロスト−りが大きな波長領域でも
本構造のフィルタ効果により漏話の小さな波長領域を得
ろことができるので、λ、を1.2μm、λbを1.4
μmの波長の光として多重通信を行っても従来の素子よ
り漏話を小さくできる。
なお、上記実施例ではInGaAsP/InP系の材料
について示したが、AjGaAs/GaAs系といった
他の材料であってもよく、上記実施例と同様の効果を奏
する。
また、上記実施例では2つのフォトダイオード3.5と
その間に1つの回折格子9を押入して2波長分波型のも
のについて示したが、3つのフォトダイオードと各フォ
トダイオード間に2つの回折格子を挿入した3波長分波
型、4つのフォトダイオード間に3つの回折格子を挿入
した4波長分波型など多波長の分波型光検出器としても
適用できる。
〔発明の効果〕
以上説明したようにこの発明は、複数のフォトダイオー
ドのそれぞれの間に分波すべき光の波長に応じて格子間
隔を決定した回折格子を設けたので、多重通信における
波長分波が1つの光検出器によって可能となるとともに
、漏話も小さ(することができる利点がある。
【図面の簡単な説明】
第1図2よとの発明の一実施例による波長分波型光検出
器を示す断面図、第2図はこの発明の感度スペクトルを
示ず図、第3図は従来の光検出器を示す断面図、第4図
は従来の光検出器の感度スペクトルを示す図である。 図において、1はn −I n P基板、2はn−In
Pバッファ層、3は波長λ、の光を吸収するInGnA
sPからなるフォトダイオード、3aはn  I nl
−Xa G ax、As 5−ya r’ya FIJ
s 3 bはp−I nt−xa GaXAAsl−y
@ p、、層、4はp−InPM、5は波長λbの光を
吸収するfnGaAsPからなる7 オ+−ダイオード
、5aはpI n 1−xb G a xb A s 
5−yb P xb層、5 b 11.t nI n 
1−xb G a xb As1−yk Pyb Hz
 8は斜面、9は回折格子、11はフォトダイオ−1:
からの信号を取り出すn側の端子、12はp側の共通の
端子、13はフォトダイオードからの信号を取り出すn
側の端子、14,16は1側電極、15はp61電極、
17はSi0g膜、λ、、λbは波長である。 なお、各図中の同一符号は同一または相当部分を示す。 代理人 大 岩 増 雄   (外2名)第1図 第2図 一波長(んm) 第3図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 基板上に複数のフォトダイオード構造が積層され、その
    積層面に対して垂直方向に入射される複数の波長の複数
    の光信号を波長分波することによって信号を検出する光
    検出器において、前記複数のフォトダイオードのそれぞ
    れの間に分波すべき光の波長に応じて格子間隔を決定し
    た回折格子を設けたことを特徴とする波長分波型光検出
    器。
JP63261874A 1988-10-17 1988-10-17 波長分波型光検出器 Pending JPH02106979A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009123921A (ja) * 2007-11-15 2009-06-04 Doshisha 波長選択フィルタ付き受光センサ
US7741691B2 (en) * 2008-04-28 2010-06-22 Mitsubishi Electric Corporation Semiconductor photodetector
JP2010192815A (ja) * 2009-02-20 2010-09-02 Fujitsu Ltd イメージセンサ
JP2018506861A (ja) * 2015-02-27 2018-03-08 ザ リージェンツ オブ ザ ユニヴァシティ オブ ミシガン 中間光学フィルターを有するメカニカルスタック型タンデム光起電力セル

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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US7741691B2 (en) * 2008-04-28 2010-06-22 Mitsubishi Electric Corporation Semiconductor photodetector
JP2010192815A (ja) * 2009-02-20 2010-09-02 Fujitsu Ltd イメージセンサ
JP2018506861A (ja) * 2015-02-27 2018-03-08 ザ リージェンツ オブ ザ ユニヴァシティ オブ ミシガン 中間光学フィルターを有するメカニカルスタック型タンデム光起電力セル
US11889709B2 (en) 2015-02-27 2024-01-30 The Regents Of The University Of Michigan Mechanically stacked tandem photovoltaic cells with intermediate optical filters

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