JPH0411787A - 半導体受光装置 - Google Patents
半導体受光装置Info
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- JPH0411787A JPH0411787A JP2112320A JP11232090A JPH0411787A JP H0411787 A JPH0411787 A JP H0411787A JP 2112320 A JP2112320 A JP 2112320A JP 11232090 A JP11232090 A JP 11232090A JP H0411787 A JPH0411787 A JP H0411787A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［概要う
半導体受光装置に関し、
素子歩留か高く、反射率低下による量子効率の低下のな
い高速応答特性の半導体受光装置を堤供することを目的
とし、 １対の主表面を有し、内部に光吸収層を有する半導体基
板と、前記半導体基板の１方の主表面に形成された受光
面と、前記受光面に入射した光が前記光吸収層で吸収さ
れずに他方の主表面に達した時、その光を前記光吸収層
の方向に反射するように、前記半導体基板の他方の主表
面上に形成され、絶縁体層と半導体層とを交互に積み重
ねた多層膜反射器とを有するように構成する。
い高速応答特性の半導体受光装置を堤供することを目的
とし、 １対の主表面を有し、内部に光吸収層を有する半導体基
板と、前記半導体基板の１方の主表面に形成された受光
面と、前記受光面に入射した光が前記光吸収層で吸収さ
れずに他方の主表面に達した時、その光を前記光吸収層
の方向に反射するように、前記半導体基板の他方の主表
面上に形成され、絶縁体層と半導体層とを交互に積み重
ねた多層膜反射器とを有するように構成する。
［産業上の利用分野］
本発明は、半導体受光装置に関する。
光ファイバを用いた光通信においては、高速動作する半
導体変調装置および半導体受光装置が用いられる６通信
波長が１μｍ帯（１，３μｍ帯、１．５μｍ帯等）の場
合、半導体受光装置の多くは、］ｎＰを基板とし、化合
物半導体のへテロ構造を用いて形成される。
導体変調装置および半導体受光装置が用いられる６通信
波長が１μｍ帯（１，３μｍ帯、１．５μｍ帯等）の場
合、半導体受光装置の多くは、］ｎＰを基板とし、化合
物半導体のへテロ構造を用いて形成される。
［従来の技＃ｆ〕
光通信は、開発の進展と共に主として１〜１６μｍの波
長の光を用いるようになってきた。これに伴い、１〜１
．６μｍの波長で高速特性の優れた半導体受光装置か要
求されている。
長の光を用いるようになってきた。これに伴い、１〜１
．６μｍの波長で高速特性の優れた半導体受光装置か要
求されている。
光の波長が長くなると、一般的に半導体の光の吸収係数
が小さくなる。このため、従来の半導体受光装置におい
ては、一定の量子効果を得るために光吸収層を厚くする
必要かあった。ところが、光吸収層を厚くすると、キャ
リアの走行時間による遅れにより高速応答が実現できな
かった。
が小さくなる。このため、従来の半導体受光装置におい
ては、一定の量子効果を得るために光吸収層を厚くする
必要かあった。ところが、光吸収層を厚くすると、キャ
リアの走行時間による遅れにより高速応答が実現できな
かった。
そこで、光吸収装置の厚さを一定値以下に制限しつつ、
半導体受光装置の高速応答性を改善する試みかなされて
いる。
半導体受光装置の高速応答性を改善する試みかなされて
いる。
第５図は従来の技術による半導体受光装置の例を示す、
ｎ中型ｘｎｐ基板５２の上に、１ｎＧａＡＳ層と、Ｉｎ
Ｐ層との繰り返しからなる多層膜反射器ヲ６が形成され
、その上にｎ型ＩｎＧａＡｓ光吸収層５１が形成され、
さらにその上にｎ型１ｎＰウィンド層６３か形成されて
いる６表面からｎ型領域中にＺｎを拡散したＰ生型拡散
領域５９か光吸収層５１に達するように形成されている
。したかって、このｐ”型Ｚｎ拡散領域５９の周囲には
ρｎ接合か形成されている。受光面には厚さを制御しｆ
ｓ Ｓ ｉ Ｎ反射防止膜５５が形成され、その外側に
は、ＳｉＮバンシベーション膜６４が形成されている。
ｎ中型ｘｎｐ基板５２の上に、１ｎＧａＡＳ層と、Ｉｎ
Ｐ層との繰り返しからなる多層膜反射器ヲ６が形成され
、その上にｎ型ＩｎＧａＡｓ光吸収層５１が形成され、
さらにその上にｎ型１ｎＰウィンド層６３か形成されて
いる６表面からｎ型領域中にＺｎを拡散したＰ生型拡散
領域５９か光吸収層５１に達するように形成されている
。したかって、このｐ”型Ｚｎ拡散領域５９の周囲には
ρｎ接合か形成されている。受光面には厚さを制御しｆ
ｓ Ｓ ｉ Ｎ反射防止膜５５が形成され、その外側に
は、ＳｉＮバンシベーション膜６４が形成されている。
ｐ′型Ｚｎ拡散領域５５の周囲の部分は露出され、その
上にＴｉ層−ｐｔ層−Ａｕ層の積層からなるｐｆｌｌｌ
Ｉ電極６２か形成されている。基板５２裏面上には、Ａ
ｕ−Ｇｅ−Ｎｉの合金からなるｎ ｆ！Ｉ 電極６１か
形成されている。この構造においては、受光面から光が
入射すると、ＩｎＰウィンド層６層中３中Ｚｎ拡散領域
５５を通って］ｎＧａＡｓ光吸収層５１に入射し、吸収
される。吸収されなかった光は、ＩｎＧａＡ３ｎＧａＡ
３光吸収面５１成された多層膜反射器５６で反射され、
上方に向かう、すなわち５ＩｎＧａＡｓ光吸収層５１を
再び通る。 ＩｎＧａＡｓｎＧａＡｓ光吸収層成１され
ると、電子・正孔対が形成され、ダイオードに電流が流
れる。
上にＴｉ層−ｐｔ層−Ａｕ層の積層からなるｐｆｌｌｌ
Ｉ電極６２か形成されている。基板５２裏面上には、Ａ
ｕ−Ｇｅ−Ｎｉの合金からなるｎ ｆ！Ｉ 電極６１か
形成されている。この構造においては、受光面から光が
入射すると、ＩｎＰウィンド層６層中３中Ｚｎ拡散領域
５５を通って］ｎＧａＡｓ光吸収層５１に入射し、吸収
される。吸収されなかった光は、ＩｎＧａＡ３ｎＧａＡ
３光吸収面５１成された多層膜反射器５６で反射され、
上方に向かう、すなわち５ＩｎＧａＡｓ光吸収層５１を
再び通る。 ＩｎＧａＡｓｎＧａＡｓ光吸収層成１され
ると、電子・正孔対が形成され、ダイオードに電流が流
れる。
第５図に示した横道においては、光吸収層直下に多層膜
反射器が設けられているため、吸収されなかった光が反
射され、再び光吸収層に入射するので光の利用効率が高
くなる。
反射器が設けられているため、吸収されなかった光が反
射され、再び光吸収層に入射するので光の利用効率が高
くなる。
第６図は従来の技術による他の半導体受光装置の例を示
す、ｎ生型１ｎＰ基板５２の上に、ｎ型１ｎＧａＡＳ光
吸収層５１、ｎ型１ｎＰウィンド層６３が形成され、表
面からｎ型領域中にＺｎを拡散したｐ”型Ｚｎ拡散領域
５９か形成される。Ｚｎ拡散領域５９の表面上にはＳｉ
Ｎ反射防止膜５５が形成され、その周囲にＴｉ層、ｐｔ
層、Ａｕ層の積層からなるｐ １！！１ ｔ ［ｉ ６
２が形成されている。また、受光面の周囲にはＳ ｉＮ
バンシベーション膜６４か形成されている。
す、ｎ生型１ｎＰ基板５２の上に、ｎ型１ｎＧａＡＳ光
吸収層５１、ｎ型１ｎＰウィンド層６３が形成され、表
面からｎ型領域中にＺｎを拡散したｐ”型Ｚｎ拡散領域
５９か形成される。Ｚｎ拡散領域５９の表面上にはＳｉ
Ｎ反射防止膜５５が形成され、その周囲にＴｉ層、ｐｔ
層、Ａｕ層の積層からなるｐ １！！１ ｔ ［ｉ ６
２が形成されている。また、受光面の周囲にはＳ ｉＮ
バンシベーション膜６４か形成されている。
第６図力ＩＩ遣においては、半導体構造中には反射器は
形成されていない、このため、上面から入射した光の内
１ｎＧａＡｓ光吸収層５１て吸収されなかった光は、Ｉ
ｎＰ基板５２を透過して基板下面に到達する。第６図の
横道においては、ＩｎＰ基板５２の下面上に、Ｓｉ０２
層６７と、その上のＡ ｕ層６つからなる反射器が形成
されている。したかって、基板下面に到達した光は反射
器で反射され上方に向かう５反射器を設けた部分は、電
極か形成できないのて゛その周囲にｎ側型［ｉ６１か形
成される。
形成されていない、このため、上面から入射した光の内
１ｎＧａＡｓ光吸収層５１て吸収されなかった光は、Ｉ
ｎＰ基板５２を透過して基板下面に到達する。第６図の
横道においては、ＩｎＰ基板５２の下面上に、Ｓｉ０２
層６７と、その上のＡ ｕ層６つからなる反射器が形成
されている。したかって、基板下面に到達した光は反射
器で反射され上方に向かう５反射器を設けた部分は、電
極か形成できないのて゛その周囲にｎ側型［ｉ６１か形
成される。
第６図のＩＩＩ造においても、上方から入射し、ＩｎＧ
ａ＾＄尤吸収層５１で吸収されなかった光は、基板５２
下面に達した後、再び反射され上方に向かうので光の利
用効率が高くなる。
ａ＾＄尤吸収層５１で吸収されなかった光は、基板５２
下面に達した後、再び反射され上方に向かうので光の利
用効率が高くなる。
７発明か解決しようとする課題〕
第５図に示した従来の技術によれば、基板上に材料の異
なるヘテロ半導体層をエピタキシャルに積層して多層膜
反射器を形成している。格子整合を行なう必要があるた
め、材料的に制限される。
なるヘテロ半導体層をエピタキシャルに積層して多層膜
反射器を形成している。格子整合を行なう必要があるた
め、材料的に制限される。
たとえばＩｎＰとＩｎＧａＡｓを用いる場合、屈折率は
２゜９９と３．４３の様な値になる６Ｍ折率比を大きく
とれないため、暦数を多くする必要があり、２種類の層
を各々２５〜５０層も積層する必要がある。すると、ヘ
テロ界面の数が増加するため結晶欠陥か入りやすく、素
子歩留低下の原因となる。
２゜９９と３．４３の様な値になる６Ｍ折率比を大きく
とれないため、暦数を多くする必要があり、２種類の層
を各々２５〜５０層も積層する必要がある。すると、ヘ
テロ界面の数が増加するため結晶欠陥か入りやすく、素
子歩留低下の原因となる。
第６図に示す従来の技術においては、反射率を高めるた
めに金反射膜が用いられているか、金層を半導体基板に
直接形成すると加熱工程において、反射率が失われる可
能性かある。このため基板上にいったんシリコン酸化膜
を形成し、その上に金層か形成されているが、シリコン
酸化膜と金層の密着性が悪いため金層の剥れを起こし、
反射率低下を生じやすい、このため量子効率低下の原因
となる。
めに金反射膜が用いられているか、金層を半導体基板に
直接形成すると加熱工程において、反射率が失われる可
能性かある。このため基板上にいったんシリコン酸化膜
を形成し、その上に金層か形成されているが、シリコン
酸化膜と金層の密着性が悪いため金層の剥れを起こし、
反射率低下を生じやすい、このため量子効率低下の原因
となる。
このように、従来の半導体受光装置によれば素子歩留が
低い、または量子効率が低いといっな課題かある。
低い、または量子効率が低いといっな課題かある。
本発明の目的は、素子歩留が高く、反射率低下による量
子効率の低下のない高速応答特性の半導体受光装置を堤
供することである。
子効率の低下のない高速応答特性の半導体受光装置を堤
供することである。
５課題を解決するための手段］
第１図は本発明の原理説明図である。
一対の主表面３．４を有し、内部に光吸収層１を有する
半導体基板２か半導体受光装置要部を構成する。こめ半
導体基板２の一方の主表面３に受光面ヲを形成し、他方
の主表面４上に多層膜反射器６を形成する。多層膜反射
器６は絶縁体層７と半導体層８との交互槓み重す積層で
形成される。
半導体基板２か半導体受光装置要部を構成する。こめ半
導体基板２の一方の主表面３に受光面ヲを形成し、他方
の主表面４上に多層膜反射器６を形成する。多層膜反射
器６は絶縁体層７と半導体層８との交互槓み重す積層で
形成される。
上方から受光面５に入射した光は、光吸収層１で吸収さ
れる。吸収されなかった光は、他方の主表面４に達し、
そこで多層膜反射器６によって反射され再び光吸収層１
の方向に向かう。
れる。吸収されなかった光は、他方の主表面４に達し、
そこで多層膜反射器６によって反射され再び光吸収層１
の方向に向かう。
他方の主表面４を凸面状に加工し、その上に多層膜反射
器を形成してもよい６ また、一方の主表面３を凸面状に加工し、そこに受光面
を形成してもよい。
器を形成してもよい６ また、一方の主表面３を凸面状に加工し、そこに受光面
を形成してもよい。
［作用］
多層膜反射器６を絶縁体層７と半導体層８で形成するこ
とにより、屈折率比を大きくとることができる。屈折率
比か大きいなめ、絶縁体層７と半導体層８の各界面での
反射率か大きくなり、これらの和である。全反射光（図
中矢印で示す）も容易に大きくなる。このため、多層膜
反射器の層数は少なくてすむ、半導体基板の表面上に多
層膜反射器を形成し、その上には半導体結晶を成長する
必要かないため、格子整合等の必要がなく、絶縁体層半
導体層の材料を多くの物質から選択することかできる。
とにより、屈折率比を大きくとることができる。屈折率
比か大きいなめ、絶縁体層７と半導体層８の各界面での
反射率か大きくなり、これらの和である。全反射光（図
中矢印で示す）も容易に大きくなる。このため、多層膜
反射器の層数は少なくてすむ、半導体基板の表面上に多
層膜反射器を形成し、その上には半導体結晶を成長する
必要かないため、格子整合等の必要がなく、絶縁体層半
導体層の材料を多くの物質から選択することかできる。
他方の主表面を凸面状に加工し、その上に多層膜反射器
を形成すると、半導体内に凹面鏡が形成され、光が焦合
作用を件って反射されることになる。このため、反射光
を効率よく光吸収層に集光することができる。
を形成すると、半導体内に凹面鏡が形成され、光が焦合
作用を件って反射されることになる。このため、反射光
を効率よく光吸収層に集光することができる。
一方の主表面３を凸面状に加工し、受光面５をその曲面
に形成すると、半導体の凸レンズか形成され、入射光を
効率よく光吸収層に集光することかて′きる。
に形成すると、半導体の凸レンズか形成され、入射光を
効率よく光吸収層に集光することかて′きる。
３実施例Ｊ
第２図（Ａ ）、（Ｂ）、（Ｃ）に本発明の実施例によ
る半導体受光装置を示す。
る半導体受光装置を示す。
第２図（Ａ ）は半導体受光装置の回路構成を示す、受
光ダイオードＤが、直ａｔａＥから抵抗Ｒを介して逆バ
イアスを与えられている。抵抗Ｒの端子間電圧はアンプ
Ａに印加される。受光タイオードＤに光が入射していな
い場合、受光ダイオードＥはオフ状態にあり、電流は流
れない、この時、抵抗Ｒ１’［子間電圧はゼロとなる。
光ダイオードＤが、直ａｔａＥから抵抗Ｒを介して逆バ
イアスを与えられている。抵抗Ｒの端子間電圧はアンプ
Ａに印加される。受光タイオードＤに光が入射していな
い場合、受光ダイオードＥはオフ状態にあり、電流は流
れない、この時、抵抗Ｒ１’［子間電圧はゼロとなる。
受光ダイオードＤに光が入射すると、Ｓ子・正孔対が生
成し、逆バイアスダイオードＤに電流Ｉが流れる。この
電流Ｉによって、抵抗凡の両端にＶ＝ＩＨの電圧か発生
するにの信号電圧をアンプＡで増幅する。
成し、逆バイアスダイオードＤに電流Ｉが流れる。この
電流Ｉによって、抵抗凡の両端にＶ＝ＩＨの電圧か発生
するにの信号電圧をアンプＡで増幅する。
第２図（Ａ）に示す受光ダイオードＤは、第２図（Ｂ）
に示すような構成を有する。ｎ＋型１ｎＰ基板１２の上
に、ｎ型１ｎＧａＡｓ光吸収層１１が形成され、その上
にｎ型１ｎＰウィンド層２３か形成されている。ウィン
ド層２３の表面からＺｎを拡散し、ｐ型Ｚｎ拡散領域１
９か形成され、ダイオードを構成する。ＴｎＧａＡｓｎ
ＧａＡｓ光吸収層上１ば厚さ約１μｍとし、その上のウ
ィンド層２３は、たとえは厚さ１μｍとする。また、Ｚ
ｎ拡散領域１９は、ウィンド層２３から光吸収層１１内
に、たとえば深さ約Ｏ１２μｍ入り込むように形成する
。受光ダイオード構造を形成した後、基板１２の裏面を
エッチし、たとえば厚さ１４０μｍ程度とする。Ｚｎ拡
散領域１９の表面上に選択した厚さを有するＳ ｉ Ｎ
Ｍを堆積し、ＳｉＮ反射防止膜１５を形成する。また、
Ｚｎ拡散領域周辺部の表面を露出し、その上にＴｉ１ｌ
、Ｐｔ１Ｊ！、Ａｕ膜からなる積層Ｐ側電極２２を形成
する１表面のＡｕ層は、たとえば厚さ２〜３μｍとする
。また、受光面以外の表面には、ＳｉＮパッシベーショ
ン膜２４を形成する。受光面から入射した光は、その主
要部が光吸収層１１で吸収されるか、その一部は光吸収
層１１を透過して基板１２中を進行するにの光を再乙く
光吸収層１１に反射するように多層膜反射器１りか受光
面と対向して形成される。多層膜反射器１６は、たとえ
ば第２図（Ｃ）に示すようにＳｉＯ２層１７とアモルフ
ァスＳｉ層１８の交互積層から形成される。ＳｉＯ２は
、屈折率約１．４６の絶縁体であり、アモルファスＳｉ
は、屈折率約３５の半導体である。このようにして低屈
折率ｎＬと高屈折率ｎＨか得られる。このように大フな
屈折率比を有する絶縁体と半導体を採用すると、多層膜
反射器は図示のように各２層の構成で反射率は約９６％
となる。絶縁体と半導体とて構成される多層膜反射器は
、一般に絶縁体と半導体の屈折率比が大きいため各層の
重ね合わせ回数か少なくても高い反射率か得られる。ま
た、絶縁体として基数との密着性か良好な材料を選択す
ることら容易である。対象とする信号光の波長が１．３
μｍの場合、ＳｉＯ２層１７の厚さはそれぞれ２２３０
人、アモルファスＳｉ層１８の厚さはそれぞれ約９３０
又に選択する。受光面下方に多層膜反射器１６を形成す
ると、そこに重ねてｎ側電極は形成できないので、多層
膜反射器１６の周辺部にｎ側電 ｉｉ ２１をたとえば
厚さ約３０００人のＡｕ Ｇｅ Ｎｉ合金層で形成
する。
に示すような構成を有する。ｎ＋型１ｎＰ基板１２の上
に、ｎ型１ｎＧａＡｓ光吸収層１１が形成され、その上
にｎ型１ｎＰウィンド層２３か形成されている。ウィン
ド層２３の表面からＺｎを拡散し、ｐ型Ｚｎ拡散領域１
９か形成され、ダイオードを構成する。ＴｎＧａＡｓｎ
ＧａＡｓ光吸収層上１ば厚さ約１μｍとし、その上のウ
ィンド層２３は、たとえは厚さ１μｍとする。また、Ｚ
ｎ拡散領域１９は、ウィンド層２３から光吸収層１１内
に、たとえば深さ約Ｏ１２μｍ入り込むように形成する
。受光ダイオード構造を形成した後、基板１２の裏面を
エッチし、たとえば厚さ１４０μｍ程度とする。Ｚｎ拡
散領域１９の表面上に選択した厚さを有するＳ ｉ Ｎ
Ｍを堆積し、ＳｉＮ反射防止膜１５を形成する。また、
Ｚｎ拡散領域周辺部の表面を露出し、その上にＴｉ１ｌ
、Ｐｔ１Ｊ！、Ａｕ膜からなる積層Ｐ側電極２２を形成
する１表面のＡｕ層は、たとえば厚さ２〜３μｍとする
。また、受光面以外の表面には、ＳｉＮパッシベーショ
ン膜２４を形成する。受光面から入射した光は、その主
要部が光吸収層１１で吸収されるか、その一部は光吸収
層１１を透過して基板１２中を進行するにの光を再乙く
光吸収層１１に反射するように多層膜反射器１りか受光
面と対向して形成される。多層膜反射器１６は、たとえ
ば第２図（Ｃ）に示すようにＳｉＯ２層１７とアモルフ
ァスＳｉ層１８の交互積層から形成される。ＳｉＯ２は
、屈折率約１．４６の絶縁体であり、アモルファスＳｉ
は、屈折率約３５の半導体である。このようにして低屈
折率ｎＬと高屈折率ｎＨか得られる。このように大フな
屈折率比を有する絶縁体と半導体を採用すると、多層膜
反射器は図示のように各２層の構成で反射率は約９６％
となる。絶縁体と半導体とて構成される多層膜反射器は
、一般に絶縁体と半導体の屈折率比が大きいため各層の
重ね合わせ回数か少なくても高い反射率か得られる。ま
た、絶縁体として基数との密着性か良好な材料を選択す
ることら容易である。対象とする信号光の波長が１．３
μｍの場合、ＳｉＯ２層１７の厚さはそれぞれ２２３０
人、アモルファスＳｉ層１８の厚さはそれぞれ約９３０
又に選択する。受光面下方に多層膜反射器１６を形成す
ると、そこに重ねてｎ側電極は形成できないので、多層
膜反射器１６の周辺部にｎ側電 ｉｉ ２１をたとえば
厚さ約３０００人のＡｕ Ｇｅ Ｎｉ合金層で形成
する。
第３図は本発明の他の実施例による半導体受光装置の要
部を示す０本実施例においては、基板１２の下面を凸面
状の曲面とし、その曲面２６の上に多層膜反射器１６を
形成している。その曲の構成は第２図に示す構成と同等
である。
部を示す０本実施例においては、基板１２の下面を凸面
状の曲面とし、その曲面２６の上に多層膜反射器１６を
形成している。その曲の構成は第２図に示す構成と同等
である。
基板１２の下面を凸面とすると、基板内を進行する光に
とっては、凹面鏡が形成される。したかって、光吸収層
１１を透過した光が凹面鏡２６に達すると、多層膜反射
器で反射されると共に凹面鏡で集光される。このように
して反射光を効率よ＜Ｚｎ拡散領域１９近傍の光吸収層
１１に集めることができる。特に斜め方向から入射した
光に対しても光の利用効率を高くすることかできる。
とっては、凹面鏡が形成される。したかって、光吸収層
１１を透過した光が凹面鏡２６に達すると、多層膜反射
器で反射されると共に凹面鏡で集光される。このように
して反射光を効率よ＜Ｚｎ拡散領域１９近傍の光吸収層
１１に集めることができる。特に斜め方向から入射した
光に対しても光の利用効率を高くすることかできる。
第４図は本発明の他の実施例による半導体受光装置を示
す。
す。
本実施例においては、基板１２が図中上側に配置されて
いる。基板１２下面上にＩｎＧａＡｓ光吸収層１１が形
成され、その上にＩｎＰウィンド層２３か形成されてい
る。また、ｌｎＰウィンド層表面からＺｎｔ散領域１９
か形成され、光吸収層１１内に達している。
いる。基板１２下面上にＩｎＧａＡｓ光吸収層１１が形
成され、その上にＩｎＰウィンド層２３か形成されてい
る。また、ｌｎＰウィンド層表面からＺｎｔ散領域１９
か形成され、光吸収層１１内に達している。
本実施例においては、受光面１５か基板表面に形成され
る。基板表面を凸面状の曲面２８とし、その上にＳｉＮ
反射防止、膜１ヲか形成されている。
る。基板表面を凸面状の曲面２８とし、その上にＳｉＮ
反射防止、膜１ヲか形成されている。
凸面力周囲にはｎ側；極２１か形成される。図中下方に
示すＺｎ拡散領域１９の表面上に多層膜反射器１６か形
成され−Ｚｎｔ敗領域の周辺部は露出されて、その上に
多層膜反射器１６を覆ってｐ側型し２２か形成されてい
る。ρ側電極の周辺部はＳｉＮパッシベーション膜２４
で覆われる。
示すＺｎ拡散領域１９の表面上に多層膜反射器１６か形
成され−Ｚｎｔ敗領域の周辺部は露出されて、その上に
多層膜反射器１６を覆ってｐ側型し２２か形成されてい
る。ρ側電極の周辺部はＳｉＮパッシベーション膜２４
で覆われる。
本実施例においては、曲面２８を有する半導体基板１２
によって凸レンズか形成されている。入射光はこの凸レ
ンズで集光されて、光吸収１１１１１に入射する。この
ため、受光面と比べてＰ十型拡＃！領域１９の面積を小
さなものとすることができる。ダイオード構造に付随す
る容量Ｃおよび抵抗Ｒを小さくし、高速動作させるのに
適している。
によって凸レンズか形成されている。入射光はこの凸レ
ンズで集光されて、光吸収１１１１１に入射する。この
ため、受光面と比べてＰ十型拡＃！領域１９の面積を小
さなものとすることができる。ダイオード構造に付随す
る容量Ｃおよび抵抗Ｒを小さくし、高速動作させるのに
適している。
なお、光吸収層１１を一回通過する際には吸収されなか
った光は、下側表面に設けた多層膜反射器１６によって
反射され、再び光吸収層１１に進行し、そこで吸収され
る。
った光は、下側表面に設けた多層膜反射器１６によって
反射され、再び光吸収層１１に進行し、そこで吸収され
る。
なお、基板の厚さと比べてエピタキシャル結晶成長層の
厚さは十分小さいため、反射後の光があまり拡がらない
状態で再び光吸収層１１に入射するので反射光の利用効
率も高くなる。
厚さは十分小さいため、反射後の光があまり拡がらない
状態で再び光吸収層１１に入射するので反射光の利用効
率も高くなる。
なお、第３図、第４図に示すような半導体基板表面の加
工はウェットエツチングやイオンエツチング等を利用し
て形成することができる。
工はウェットエツチングやイオンエツチング等を利用し
て形成することができる。
以上実施例に沿って本発明を説明したか、本発明はこれ
らに制限されるものではない。たとえば、半導体材料と
してＩｎＰ、１ｎＧａＡｓ系の代わりにＧａＡｓ、Ａｌ
ＧａＡｓ系等の他の材料、絶縁体として５ｉ０２の代わ
りにＳｉＮ等の他の材料を用いることもできる。
らに制限されるものではない。たとえば、半導体材料と
してＩｎＰ、１ｎＧａＡｓ系の代わりにＧａＡｓ、Ａｌ
ＧａＡｓ系等の他の材料、絶縁体として５ｉ０２の代わ
りにＳｉＮ等の他の材料を用いることもできる。
こ発明の効果；
以上説明したように、本発明によれば、半導体基板の内
部は比較的簡単な構成とじ、表面上に絶縁体と半導体の
多層膜反射器を形成することにより、歩留か高く、量子
効率の低下を防止した高速応答のて゛きる半導体受光装
置を提供することかできる。
部は比較的簡単な構成とじ、表面上に絶縁体と半導体の
多層膜反射器を形成することにより、歩留か高く、量子
効率の低下を防止した高速応答のて゛きる半導体受光装
置を提供することかできる。
第１図は本発明の原理説明図、
第２図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、本発明の実施例によ
る半導体受光装置を説明するための図てあり、第２図（
Ａ＞は半導体受光回路の回路図、第２図（Ｂ）は半導体
受光ダイオードの要部を示す断面図、第２図（Ｃ）は半
導体受光ダイオードに設けた多層膜反射器の構成を示す
断面図、第３図、第４図はそれぞれ本発明の他の実施例
による半導体受光装置を示す断面図、 第５図、第６図は従来の技術による半導体受光装置を示
す断面図である。 図において、 ３．４ １３．１４ 光吸収層 半導体基板 主表面 受光面 多層膜反射器 絶縁体層 半導体層 半導体受光ダイオード 抵 抗 直流電源 アンプ ｎ型１ｎＧａＡｓ光吸収層 ｎ中型１ｎＰ基板 主表面 ＳｉＮ反射防止膜 多層膜反射器 ＳｉＯ２層 アモルファスＳｔ層 Ｚｎ拡散領域 つ９ ０側Ｓ極 ｐ側電極 曲面（凹面鏡） 曲面（凸レンズ） 特許出膨人 富士通株式会社 へ 代 理 人 弁理士 井桁貴−他２名 ｈ）−／ １ｂ ２６：曲面（凹面鏡） 第３図 １ζ ２８二曲面（凸レンズ） 他の実施例 第４図 （Ａ）回路 （Ｃ）多層膜反射器 ？ＹＶ 第６図
る半導体受光装置を説明するための図てあり、第２図（
Ａ＞は半導体受光回路の回路図、第２図（Ｂ）は半導体
受光ダイオードの要部を示す断面図、第２図（Ｃ）は半
導体受光ダイオードに設けた多層膜反射器の構成を示す
断面図、第３図、第４図はそれぞれ本発明の他の実施例
による半導体受光装置を示す断面図、 第５図、第６図は従来の技術による半導体受光装置を示
す断面図である。 図において、 ３．４ １３．１４ 光吸収層 半導体基板 主表面 受光面 多層膜反射器 絶縁体層 半導体層 半導体受光ダイオード 抵 抗 直流電源 アンプ ｎ型１ｎＧａＡｓ光吸収層 ｎ中型１ｎＰ基板 主表面 ＳｉＮ反射防止膜 多層膜反射器 ＳｉＯ２層 アモルファスＳｔ層 Ｚｎ拡散領域 つ９ ０側Ｓ極 ｐ側電極 曲面（凹面鏡） 曲面（凸レンズ） 特許出膨人 富士通株式会社 へ 代 理 人 弁理士 井桁貴−他２名 ｈ）−／ １ｂ ２６：曲面（凹面鏡） 第３図 １ζ ２８二曲面（凸レンズ） 他の実施例 第４図 （Ａ）回路 （Ｃ）多層膜反射器 ？ＹＶ 第６図
Claims (3)
- （１）、１対の主表面（３、４）を有し、内部に光吸収
層（１）を有する半導体基板（２）と、 前記半導体基板（２）の１方の主表面（３）に形成され
た受光面（５）と、 前記受光面（５）に入射した光が前記光吸収層（１）で
吸収されずに他方の主表面（４）に達した時、その光を
前記光吸収層（１）の方向に反射するように、前記半導
体基板（２）の他方の主表面（４）上に、絶縁体層（７
）と半導体層（８）とを交互に積み重ねて形成した多層
膜反射器（６）と を有する半導体受光装置。 - （２）、前記他方の主表面（４）が凸面状に加工された
曲面を有し、前記多層膜反射器がその曲面上に形成され
ている請求項１記載の半導体受光装置。 - （３）、前記一方の主表面（３）が凸面状に加工された
曲面を有し、前記受光面（５）がその曲面に形成されて
いる請求項１記載の半導体受光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2112320A JPH0411787A (ja) | 1990-04-28 | 1990-04-28 | 半導体受光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2112320A JPH0411787A (ja) | 1990-04-28 | 1990-04-28 | 半導体受光装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0411787A true JPH0411787A (ja) | 1992-01-16 |
Family
ID=14583721
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2112320A Pending JPH0411787A (ja) | 1990-04-28 | 1990-04-28 | 半導体受光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0411787A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7091527B2 (en) | 2000-12-19 | 2006-08-15 | Fujitsu Quantum Devices Limited | Semiconductor photodetection device |
| JP2007088496A (ja) * | 2000-12-19 | 2007-04-05 | Eudyna Devices Inc | 半導体受光装置 |
| JP2012129535A (ja) * | 2012-01-30 | 2012-07-05 | Toshiba Corp | 半導体装置 |
| JP2013171920A (ja) * | 2012-02-20 | 2013-09-02 | Nec Corp | 半導体受光素子 |
-
1990
- 1990-04-28 JP JP2112320A patent/JPH0411787A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7091527B2 (en) | 2000-12-19 | 2006-08-15 | Fujitsu Quantum Devices Limited | Semiconductor photodetection device |
| JP2007088496A (ja) * | 2000-12-19 | 2007-04-05 | Eudyna Devices Inc | 半導体受光装置 |
| JP2012129535A (ja) * | 2012-01-30 | 2012-07-05 | Toshiba Corp | 半導体装置 |
| JP2013171920A (ja) * | 2012-02-20 | 2013-09-02 | Nec Corp | 半導体受光素子 |
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