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JP2000353818A - Waveguide-type photodetector - Google Patents

Waveguide-type photodetector

Info

Publication number
JP2000353818A
JP2000353818A JP11164985A JP16498599A JP2000353818A JP 2000353818 A JP2000353818 A JP 2000353818A JP 11164985 A JP11164985 A JP 11164985A JP 16498599 A JP16498599 A JP 16498599A JP 2000353818 A JP2000353818 A JP 2000353818A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
region
contact region
electrode
contact
light receiving
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
Application number
JP11164985A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takuo Morimoto
卓夫 森本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP11164985A priority Critical patent/JP2000353818A/en
Publication of JP2000353818A publication Critical patent/JP2000353818A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Optical Integrated Circuits (AREA)
  • Light Receiving Elements (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enable a waveguide photodetector to be kept high in response speed, enhanced in quantum efficiency, and improved in coupling tolerance for an optical fiber both in the horizontal and the vertical direction. SOLUTION: A P-type diffused region 5 is formed into a shape of an unfolded fan extending inwardly from the edge face of incidence, an SiNx film 6 is formed directly on the semiconductor body except on a P-contact region 7 and an N-contact region 10, a P-electrode 8 is located in a region nearly equal to the P-contact region 7, an N electrode 11 is formed covering the N-contact region 10, whereas the P-contact region 7 is located inside the P-diffused region 5 and lessened in the space factor by it near the edge face of incidence.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、光通信に用いら
れる非対称ガイド構造の導波路型受光素子に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a waveguide type light receiving element having an asymmetric guide structure used for optical communication.

【0002】[0002]

【従来の技術】この発明が関する導波路型受光素子は、
Si基板のV溝を利用して光ファイバをPassive
Alignmentする低コスト実装対応のデバイス
として注目されている。この導波路型受光素子にとって
の重要な要素の一つは、光ファイバとの結合トレランス
を広く確保して、大きな量子効率を得ることである。
2. Description of the Related Art A waveguide type light receiving element according to the present invention comprises:
Passive optical fiber using V groove of Si substrate
Attention has been paid to devices that can be mounted at low cost for alignment. One of the important factors for this waveguide type light receiving element is to obtain a large quantum efficiency by securing a wide coupling tolerance with the optical fiber.

【0003】この目的のために、特開平5−18318
5号公報では、ガイド層の屈折率をグレーデッドにする
ことにより、吸収層へ光が導かれるようにして、量子効
率、結合トレランスを向上させるという手法を採用して
いる。
For this purpose, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 5-18318
In Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-115, a method is adopted in which the refractive index of the guide layer is graded so that light is guided to the absorption layer, thereby improving the quantum efficiency and the coupling tolerance.

【0004】一方、特開平10−256589号公報に
は、Zn拡散のpn接合形成によるプレーナ型構造が記
載されており、これは低暗電流に対して有利である。
On the other hand, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 10-256589 discloses a planar structure in which a pn junction is formed by Zn diffusion, which is advantageous for a low dark current.

【0005】上述したグレーデッドガイド層を用いた従
来のプレーナ型の導波路型受光素子の例を、図6および
図7に示す。図6は平面図であり、図7は、図6に示す
導波路型受光素子のA−A線に沿った断面図である。
FIGS. 6 and 7 show an example of a conventional planar waveguide type light receiving element using the above-described graded guide layer. FIG. 6 is a plan view, and FIG. 7 is a cross-sectional view of the waveguide type light receiving element shown in FIG. 6 along the line AA.

【0006】図7に示すように、下からn−InP基板
1、グレーデッドガイド層2、吸収層3、n−InP層
4の積層構造となっており、その上のSiNx膜6に
は、図6に示すように、pコンタクト領域7とnコンタ
クト領域10が開口されており、pコンタクト領域7上
にはp電極8が形成され、nコンタクト領域10上には
n電極11が形成されている。また、入射端面には、A
Rコート膜12が施されている。
As shown in FIG. 7, a laminated structure of an n-InP substrate 1, a graded guide layer 2, an absorption layer 3, and an n-InP layer 4 is provided from below. As shown in FIG. 6, p contact region 7 and n contact region 10 are opened, p electrode 8 is formed on p contact region 7, and n electrode 11 is formed on n contact region 10. I have. In addition, A
An R coat film 12 is provided.

【0007】このような、片側にグレーデッドガイド構
造を有する非対称導波路とすれば、pn接合位置を浅く
できるため、p拡散制御が容易になり、暗電流に優れる
プレーナ型を容易に製造できると同時に、大きな量子効
率、結合トレランスを確保できるという効果が得られ
る。
With such an asymmetric waveguide having a graded guide structure on one side, the pn junction can be made shallower, so that p-diffusion control becomes easier and a planar type excellent in dark current can be easily manufactured. At the same time, an effect that a large quantum efficiency and a coupling tolerance can be secured can be obtained.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、吸収層
3をp電極8に近づけるということは、逆に導波光がp
電極8やその下のpアロイ部にかかりやすくなるという
点において、新たに光ファイバ位置がp電極8に近いと
き十分な量子効率が得られないという問題をもたらして
いる。この問題は、水平方向トレランスを見るとはっき
りする。光ファイバ位置を水平方向にずらしていくと、
p拡散領域5外の位置では、量子効率が落ちることは言
うまでもないが、p拡散領域5内においても、pコンタ
クト領域7内の位置に光を入射するとやや量子効率が低
下する。具体的には、pコンタクト領域7外に光を入射
した場合は、最大90%の量子効率が得られるの対し、
pコンタクト領域7内の位置に光を入射すると、80%
の量子効率しか得られないという問題が発生する。
However, bringing the absorbing layer 3 close to the p-electrode 8 means that the guided light
In terms of being easily applied to the electrode 8 and the p-alloy portion thereunder, there is a problem that when the optical fiber position is newly close to the p-electrode 8, sufficient quantum efficiency cannot be obtained. This problem is evident when looking at the horizontal tolerance. If you shift the optical fiber position horizontally,
It goes without saying that the quantum efficiency is reduced at a position outside the p-diffusion region 5, but the quantum efficiency is also slightly reduced in the p-diffusion region 5 when light is incident on the position inside the p-contact region 7. Specifically, when light is incident outside the p-contact region 7, a maximum quantum efficiency of 90% is obtained,
When light enters the position in the p-contact region 7, 80%
However, a problem arises that only the quantum efficiency can be obtained.

【0009】この発明の目的は、応答速度を確保しつ
つ、量子効率を向上した導波路型受光素子を提供するこ
とにある。
It is an object of the present invention to provide a waveguide type light receiving device having improved quantum efficiency while securing a response speed.

【0010】この発明の他の目的は、光ファイバとの水
平方向および垂直方向の結合トレランスを向上した導波
路型受光素子を提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a waveguide type light receiving device having improved horizontal and vertical coupling tolerance with an optical fiber.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】この発明は、非対称ガイ
ド構造の導波路受光素子において、導波光強度の強い領
域では、コンタクト電極の配置の割合を小さくして、金
属と半導体導波部の間には誘電体膜を挿入し、導波光強
度の弱い領域では、コンタクト電極の配置を多くしたこ
とを特徴とする。
According to the present invention, in a waveguide light receiving element having an asymmetric guide structure, in a region where the intensity of guided light is high, the ratio of arrangement of contact electrodes is reduced so as to reduce the distance between a metal and a semiconductor waveguide. Is characterized by inserting a dielectric film and increasing the arrangement of contact electrodes in a region where the intensity of guided light is low.

【0012】この発明による導波路型受光素子は、入射
端面から末広がり型の形状となっているp拡散領域があ
り、半導体の直上に、pコンタクト領域とnコンタクト
領域を除いて、SiNx膜が形成されており、p拡散領
域とほぼ等しい領域にp電極があり、n電極がnコンタ
クト領域を覆う形状にあるという構成に対し、pコンタ
クト領域の形状は、p拡散領域の内側にあって、入射端
面近傍においては、その占有面積を減少させた形状とし
ている。
The waveguide type light receiving element according to the present invention has a p-diffusion region having a divergent shape from the incident end face, and a SiNx film is formed immediately above the semiconductor except for the p-contact region and the n-contact region. In contrast to the configuration in which the p-electrode is located in a region substantially equal to the p-diffusion region and the n-electrode is shaped to cover the n-contact region, the shape of the p-contact region is inside the p-diffusion region and In the vicinity of the end face, the shape is reduced.

【0013】入射端面近傍でpコンタクト領域をまびく
ことは、入射した光のパワーが大きい領域で、p電極や
pアロイ領域による光損失を、有効に減少させることが
できるという効果をもたらす。付け加えると、pコンタ
クト領域をまびいた領域では、半導体とp電極の間に、
半導体に比べてはるかに低屈折率の誘電体膜が存在する
ことにより、導波光はp電極まで広がることはなく、そ
れどころか誘電体膜で全反射して、光吸収層に到達する
ため、大きく量子効率、パワー・電流変換効率を向上さ
せるという役目を果たす。
[0013] Spreading the p-contact region in the vicinity of the incident end face has an effect that light loss due to the p-electrode or the p-alloy region can be effectively reduced in a region where the power of incident light is large. In addition, in the region surrounding the p-contact region, between the semiconductor and the p-electrode,
Due to the presence of a dielectric film having a refractive index much lower than that of a semiconductor, the guided light does not spread to the p-electrode, but instead is totally reflected by the dielectric film and reaches the light absorption layer. It plays the role of improving efficiency and power / current conversion efficiency.

【0014】また、光ファイバと導波路受光素子の結合
トレランスについて述べると、光ファイバ位置が、p電
極に近い側にずれたときの量子効率が特に顕著に向上す
ることから、結合トレランスが大きく拡大するという効
果も得られる。
The coupling tolerance between the optical fiber and the waveguide light receiving element will be described. Since the quantum efficiency is particularly remarkably improved when the position of the optical fiber is shifted to the side closer to the p-electrode, the coupling tolerance is greatly increased. The effect of doing so is also obtained.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】次に、この発明の実施の形態につ
いて図面を参照して説明する。
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0016】図1は、この発明の導波路型受光素子の実
施の形態を示す平面図であり、図2は、そのA−A線に
沿った断面図である。
FIG. 1 is a plan view showing an embodiment of a waveguide type light receiving element of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA.

【0017】n−InP基板1上には、下から順に、グ
レーデッドガイド層2、吸収層3、n−InP層4が形
成されている。この結晶ウェハーには、入射端面から末
広がり型の形状となっているp拡散領域5にZnが拡散
されている。この上には、pコンタクト領域7およびn
コンタクト領域10が開口されたSiNx膜6が設けら
れている。さらに、pコンタクト領域7上には、p拡散
領域5とほぼ等しい領域にp電極8が形成され、nコン
タクト領域10上には、nコンタクト領域10を覆う形
状でn電極11が形成されている。また、光の入射端面
には、ARコート膜12が施されている。
On the n-InP substrate 1, a graded guide layer 2, an absorption layer 3, and an n-InP layer 4 are formed in this order from the bottom. In this crystal wafer, Zn is diffused from the incident end face into a p-diffusion region 5 having a divergent shape. Above this, p contact region 7 and n
The SiNx film 6 having the contact region 10 opened is provided. Further, p electrode 8 is formed on p contact region 7 in a region substantially equal to p diffusion region 5, and n electrode 11 is formed on n contact region 10 so as to cover n contact region 10. . An AR coating film 12 is provided on the light incident end face.

【0018】そして、この発明に従って、pコンタクト
領域7は、p拡散領域5の内側にあって、入射端面近傍
で占有面積を狭くした形状としている。具体的には、p
コンタクト領域7は、入射端面から8〜12μmと16
〜20μmの部分と24μm以降の部分とする。
According to the present invention, the p-contact region 7 is formed inside the p-diffusion region 5 so that the occupied area is reduced near the incident end face. Specifically, p
The contact area 7 is 8 to 12 μm from the incident end face and 16
部分 20 μm and 24 μm and below.

【0019】このような構成おいては、光のパワーが大
きい入射端面から24μm以内の領域において、p電極
8が半導体とアロイしている領域の割合が、8/24で
あるため、光損失を十分低く抑えることができる。ここ
で低減される光損失は、導波光がp電極8やpアロイ部
にかかることによって生じる光損失である。金属は導体
であるため、電界と平行方向に電流が流れて仕事をする
ため、エネルギーロスが生じる。
In such a configuration, the ratio of the area where the p-electrode 8 is alloyed with the semiconductor in the area within 24 μm from the incident end face where the light power is large is 8/24. It can be kept low enough. The light loss reduced here is the light loss caused by the guided light being applied to the p-electrode 8 and the p-alloy portion. Since metal is a conductor, an electric current flows in a direction parallel to the electric field to perform work, and thus energy loss occurs.

【0020】これに対して、SiNx膜6が開口されて
いない領域では、半導体とp電極8との間にSiNx膜
6があるため、ここでは、p電極8によるロスは発生し
ない。これは、InPの屈折率が約3.2であるのに対
して、SiNxの屈折率は1.8程度であるため、導波
光強度分布は、SiNxで十分下がり、p電極8での光
強度は、全く無視できるためである。また、この屈折率
差のため、InP/SiNx界面で光が全反射するとも
いえる。
On the other hand, in a region where the SiNx film 6 is not opened, the SiNx film 6 exists between the semiconductor and the p-electrode 8, so that no loss is caused by the p-electrode 8 here. This is because, while the refractive index of InP is about 3.2 and the refractive index of SiNx is about 1.8, the waveguide light intensity distribution is sufficiently reduced by SiNx, and the light intensity at the p-electrode 8 is reduced. Is completely negligible. Also, it can be said that light is totally reflected at the InP / SiNx interface due to the difference in refractive index.

【0021】しかし、このような方法で光損失を低減す
るために、際限なくpコンタクト領域7を小さくするこ
とはできない。これは、pコンタクト領域7からはずれ
た光吸収層とp電極8との間のp−InPの抵抗が大き
くなり、CR制限により応答速度が劣化するためであ
る。2.4Gb/sや10Gb/sの光通信で必要とさ
れる応答速度を確保するためには、光吸収領域であるp
拡散領域5内のいずれのポイントも、pコンタクト領域
7からの距離が30μm以内、望ましくは10μm以内
である必要がある。従って、応答速度を確保するために
は、pコンタクトを省く面積は小さい方が好ましい。
However, in order to reduce light loss by such a method, the p-contact region 7 cannot be reduced without limit. This is because the resistance of p-InP between the light absorbing layer deviating from the p-contact region 7 and the p-electrode 8 increases, and the response speed deteriorates due to CR limitation. In order to secure the response speed required in the optical communication at 2.4 Gb / s or 10 Gb / s, the light absorption region p
At any point in the diffusion region 5, the distance from the p-contact region 7 must be within 30 μm, preferably within 10 μm. Therefore, in order to secure the response speed, it is preferable that the area excluding the p-contact is small.

【0022】そこで、この応答速度と光損失の低減を最
大限両立させるため、pコンタクトの省略を光パワーの
大きい領域に限ればよい、この例では、pコンタクトを
省く領域を、入射端面からの距離で、0〜8μm、12
〜16μm、20〜24μmの領域に限り、20GHz
の3dB帯域を確保しつつ、光損失の影響を効果的に減
らしている。このため、フラットエンドファイバとの結
合は、水平方向の中心位置においても、85%の量子効
率が得られ、先球ファイバにおいては、入射端面でのp
拡散領域の幅全域に渡って、90%以上の量子効率が得
られる。
Therefore, in order to maximize the response speed and the reduction of the optical loss, the omission of the p-contact may be limited to a region having a large optical power. 0-8 μm in distance, 12
~ 16μm, 20GHz only in the region of 20-24μm
, While effectively reducing the effect of optical loss. For this reason, the coupling with the flat-end fiber provides a quantum efficiency of 85% even at the center position in the horizontal direction.
A quantum efficiency of 90% or more can be obtained over the entire width of the diffusion region.

【0023】このように、応答速度を劣化させることな
く、量子効率を向上し、結合トレランスを向上するとい
う効果がもたらされる。
As described above, there is an effect that the quantum efficiency is improved and the coupling tolerance is improved without deteriorating the response speed.

【0024】この実施の形態の導波路型受光素子は、次
のように製造される。まず、n−InP基板1上に、V
PE(Vapor Phase Epitaxy)法に
より、グレーデッドガイド層2、吸収層3、n−InP
層4を積層する。
The waveguide type light receiving element of this embodiment is manufactured as follows. First, on the n-InP substrate 1, V
The graded guide layer 2, the absorption layer 3, and the n-InP are formed by a PE (vapor phase epitaxy) method.
Layer 4 is laminated.

【0025】グレーデッドガイド層2は、トータル層厚
4.8μmのInGaAsPで、InPに格子整合する
条件で、バンドギャップ波長が1.0μmから1.2μ
mまで変化しているものである。グレーデッドガイド層
2は、例えば、1.0μm組成のInGaAsPと、
1.1μm組成のInGaAsPと、1.2μm組成の
InGaAsPを、それぞれ1.6μm層厚で積層して
も良い。
The graded guide layer 2 is made of InGaAsP having a total layer thickness of 4.8 μm, and has a band gap wavelength of 1.0 μm to 1.2 μm under conditions of lattice matching with InP.
m. The graded guide layer 2 includes, for example, InGaAsP having a composition of 1.0 μm,
InGaAsP having a composition of 1.1 μm and InGaAsP having a composition of 1.2 μm may be stacked with a thickness of 1.6 μm.

【0026】吸収層3の組成は、InGaAsで、層厚
は、2.5Gb/s用途の場合は1.5μm、10Gb
/s用途の場合は1μmとする。吸収層3のキャリア濃
度は、1×1015cm-3とする。吸収層3とn−InP
層4の間には、1.2μm組成のInGaAsPを0.
2μm挿入しても良い。これは、ホールキャリアの走行
を阻害するバンド不連続を緩和するためのものである。
The composition of the absorption layer 3 is InGaAs, and the layer thickness is 1.5 μm, 10 Gb for 2.5 Gb / s application.
/ S for 1 μm. The carrier concentration of the absorption layer 3 is 1 × 10 15 cm −3 . Absorption layer 3 and n-InP
Between the layers 4, InGaAsP having a composition of 1.2 μm
2 μm may be inserted. This is for alleviating band discontinuity that hinders the traveling of hole carriers.

【0027】n−InP層4は、キャリア濃度を1×1
16cm-3とし、層厚を1.2μmとする。
The n-InP layer 4 has a carrier concentration of 1 × 1
0 16 cm −3 and a layer thickness of 1.2 μm.

【0028】このエピタキシャルウェハーには、図1に
示すp拡散領域5にZnを選択拡散する。拡散フロント
は、吸収層3の中に0.5μm入るところまでもってく
る。この後、全面にSiNx膜6を200nm成膜し、
SiNx膜6にpコンタクト領域7を開口する。さら
に、開口部にAuZnを蒸着しアロイし、TiPtAu
電極を形成してp電極8とする。引き続き、SiNx膜
6にnコンタクト領域10を開口する。開口部にAuG
e−AuNiを蒸着しアロイし、TiPtAu電極を形
成してn電極11とする。このウェハーを劈開し、入射
端面側にSiNxのARコート膜12を形成する。
In this epitaxial wafer, Zn is selectively diffused into the p diffusion region 5 shown in FIG. The diffusion front is brought to a point where it enters the absorption layer 3 by 0.5 μm. Thereafter, a 200 nm SiNx film 6 is formed on the entire surface,
A p-contact region 7 is opened in the SiNx film 6. Further, AuZn is deposited and alloyed in the opening, and TiPtAu is formed.
An electrode is formed to form a p-electrode 8. Subsequently, an n-contact region 10 is opened in the SiNx film 6. AuG on opening
e-AuNi is deposited and alloyed, and a TiPtAu electrode is formed to form an n-electrode 11. The wafer is cleaved to form an SiNx AR coat film 12 on the incident end face side.

【0029】なお、上述した実施の形態において、Si
Nx膜6は、SiO2膜としてもよい。さらに、一般の
誘電体膜でもよい。
In the above-described embodiment, the Si
The Nx film 6 may be a SiO 2 film. Further, a general dielectric film may be used.

【0030】次に、この発明の他の実施の形態について
説明する。
Next, another embodiment of the present invention will be described.

【0031】上述した実施の形態では、入射端面近傍に
おけるpコンタクト領域の低減を、光の伝搬する方向に
対して、pコンタクトが断続するようにして適応した
が、これを横方向に断続させる場合についても適応する
ことができる。その構成を図3に示す。
In the above-described embodiment, the reduction of the p-contact region in the vicinity of the incident end face is adapted so that the p-contact is intermittent in the light propagation direction. Can also be adapted. The configuration is shown in FIG.

【0032】図3において、入射端面から20μmの領
域において、中心の6μm幅を除き、その両側のそれぞ
れ4μm幅をpコンタクト領域7としている。
In FIG. 3, in the region 20 μm from the incident end face, the width of 4 μm on both sides of the region except for the width of 6 μm at the center is defined as the p-contact region 7.

【0033】このpコンタクト領域7の形状では、水平
方向の中心に光ファイバ位置がきたとき、入射端面から
20μmの間は、導波路と電極の間にSiNx膜6があ
るため、損失を大幅に低減できるという効果が得られ
る。このとき、水平方向にファイバ位置をずらしていっ
たときは、中心で量子効率の極大値が得られ、これを中
心として、水平方向±2μmの範囲で、90%以上の量
子効率が得られる。
With the shape of the p-contact region 7, when the optical fiber is located at the center in the horizontal direction, the loss is greatly reduced because the SiNx film 6 exists between the waveguide and the electrode for a distance of 20 μm from the incident end face. The effect of reduction can be obtained. At this time, when the fiber position is shifted in the horizontal direction, a maximum value of the quantum efficiency is obtained at the center, and a quantum efficiency of 90% or more can be obtained in the range of ± 2 μm in the horizontal direction around the center.

【0034】また、この場合、光吸収により発生したホ
ールが、p電極まで到達する距離も十分小さくしている
ので、10Gb/s以上の用途に使用できる。
Also, in this case, the distance that the hole generated by light absorption reaches the p-electrode is sufficiently small, so that it can be used for applications of 10 Gb / s or more.

【0035】次に、この発明のさらに他の実施の形態に
ついて説明する。
Next, still another embodiment of the present invention will be described.

【0036】上記各実施の形態においては、入射端面近
傍のみでpコンタクト領域を減らしたが、導波光が広が
る領域全域でpコンタクトを形成せず、その周囲部でp
コンタクトを形成するという構成をとることができる。
その構成を図4および図5に示す。図4は平面図であ
り、図5はそのA−A線に沿った断面図である。
In each of the above embodiments, the p-contact region is reduced only in the vicinity of the incident end face. However, the p-contact is not formed in the entire region where the guided light spreads, and the p-contact is formed around the region.
A configuration in which a contact is formed can be employed.
The structure is shown in FIG. 4 and FIG. FIG. 4 is a plan view, and FIG. 5 is a cross-sectional view along the line AA.

【0037】この導波路型受光素子では、pコンタクト
領域7が入射端面部で開いたリング状の形状としてい
る。入射端面部では、幅5μm以上にわたって、pコン
タクトがないようにする。特に、1Gb/s以下の低速
用途を考えると、チップ容量の上限が緩和されるので、
p拡散領域5を広くとれるため、入射端面部で幅10μ
mにわたってpコンタクト無しとすることができる。こ
の場合、図5の断面図に見られるように、光が通る導波
構造の上部は、全域で低屈折率のSiNx膜6となるた
め、その下のInP層も導波層として機能するようにな
る。SiNx膜6の屈折率は、InPに比べて十分小さ
いので、SiNx膜6の厚さが100nm以上あれば、
光のfieldは、そこで十分に減衰し、p電極8には
光のfieldが全くかからなくなる。
In this waveguide type light receiving element, the p-contact region 7 has a ring shape opened at the incident end face. At the incident end face, there is no p-contact over a width of 5 μm or more. In particular, considering low-speed applications of 1 Gb / s or less, the upper limit of the chip capacity is relaxed.
Since the p-diffusion region 5 can be made wider, the width at the incident end face is 10 μm
There can be no p-contact over m. In this case, as shown in the cross-sectional view of FIG. 5, since the upper part of the waveguide structure through which light passes becomes the SiNx film 6 having a low refractive index in the entire region, the InP layer thereunder also functions as a waveguide layer. become. Since the refractive index of the SiNx film 6 is sufficiently smaller than that of InP, if the thickness of the SiNx film 6 is 100 nm or more,
The light field is sufficiently attenuated there, and no light field is applied to the p-electrode 8.

【0038】この結果、電極やアロイ部による損失が無
くなることにより、フラットエンドファイバにおいても
最大量子効率は95%となり、入射端面部で幅10μm
コンタクト無しの場合、水平方向±4μmにわたて、9
0%以上の量子効率が得られる。また、p−InPも導
波層として機能するため、垂直方向にも結合トレランス
が1μm拡大する。
As a result, the loss due to the electrodes and the alloy portion is eliminated, so that the maximum quantum efficiency becomes 95% even in the flat end fiber, and the width at the incident end face is 10 μm.
In case of no contact, 9
A quantum efficiency of 0% or more can be obtained. Further, since p-InP also functions as a waveguide layer, the coupling tolerance is expanded by 1 μm in the vertical direction.

【0039】この実施の形態のpコンタクトは、InP
表面に対するコンタクトであるが、pコンタクト領域7
で表面のInPを除去して、吸収層とコンタクトをとる
ように変更してもよい。このとき、光吸収により発生し
たホールは、p電極に到達するまでに、InGaAs
(P)とInPとのヘテロギャップを通らなくてもよい
ことになり、光応答のすそ引きをなくすことができる。
The p-contact of this embodiment is made of InP
The contact to the surface, but the p contact region 7
May be changed to remove InP on the surface and make contact with the absorption layer. At this time, the holes generated by the light absorption reach InGaAs by the time they reach the p-electrode.
It is not necessary to pass through the heterogap between (P) and InP, and the tail of the optical response can be eliminated.

【0040】なお、上述した実施の形態では、InGa
AsP、InGaAs系の材料系について述べてきた
が、この発明は、InAlGaAs系の材料を用いても
良い。もちろん、その他の III−V族化合物半導体につ
いても同様に適用できる。
In the above embodiment, InGa
Although AsP and InGaAs-based material systems have been described, the present invention may use InAlGaAs-based materials. Of course, the same applies to other III-V compound semiconductors.

【0041】[0041]

【発明の効果】以上説明したように、この発明は、p拡
散領域内のpコンタクトの領域を、入射端面近傍では小
さくすることにより、応答速度を確保しつつ、量子効率
を向上させることができる。また、この発明は、光ファ
イバとの水平方向および垂直方向の結合トレランスを向
上させることができる。
As described above, according to the present invention, the quantum efficiency can be improved while ensuring the response speed by reducing the size of the p-contact region in the p-diffusion region near the incident end face. . Further, the present invention can improve the horizontal and vertical coupling tolerances with the optical fiber.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明の導波路型受光素子の実施の形態を示
す平面図である。
FIG. 1 is a plan view showing an embodiment of a waveguide type light receiving element of the present invention.

【図2】この発明の導波路型受光素子の実施の形態を示
す断面図である。
FIG. 2 is a sectional view showing an embodiment of the waveguide type light receiving element of the present invention.

【図3】この発明の導波路型受光素子の他の実施の形態
を示す平面図である。
FIG. 3 is a plan view showing another embodiment of the waveguide type light receiving element of the present invention.

【図4】この発明の導波路型受光素子の更に他の実施の
形態を示す平面図である。
FIG. 4 is a plan view showing still another embodiment of the waveguide type light receiving element of the present invention.

【図5】この発明の導波路型受光素子の更に他の実施の
形態を示す断面図である。
FIG. 5 is a sectional view showing still another embodiment of the waveguide type light receiving element of the present invention.

【図6】従来の導波路型受光素子の平面図である。FIG. 6 is a plan view of a conventional waveguide type light receiving element.

【図7】従来の導波路型受光素子の断面図である。FIG. 7 is a sectional view of a conventional waveguide type light receiving element.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 n−InP基板 2 グレーデッドガイド層 3 吸収層 4 n−InP層 5 p拡散領域 6 SiNx膜 7 pコンタクト領域 8 p電極 10 nコンタクト領域 11 n電極 12 ARコート膜 Reference Signs List 1 n-InP substrate 2 graded guide layer 3 absorption layer 4 n-InP layer 5 p diffusion region 6 SiNx film 7 p contact region 8 p electrode 10 n contact region 11 n electrode 12 AR coat film

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】pn接合領域内のpコンタクトの領域を、
入射端面近傍では小さくすることを特徴とする導波路型
受光素子。
1. A p-contact region in a pn junction region,
A waveguide type light receiving element characterized in that the light receiving element is made small near the incident end face.
【請求項2】請求項1に記載の導波路型受光素子におい
て、前記pn接合領域のいかなる点もpコンタクトから
の距離が30μm以内とすることを特徴とする導波路型
受光素子。
2. The waveguide type light receiving element according to claim 1, wherein a distance from any point of said pn junction region to a p-contact is within 30 μm.
【請求項3】請求項1に記載の導波路型受光素子におい
て、前記pn接合領域のいかなる点もpコンタクトから
の距離が10μm以内とすることを特徴とする導波路型
受光素子。
3. The waveguide type light receiving device according to claim 1, wherein the distance from any point of the pn junction region to the p-contact is within 10 μm.
【請求項4】pn接合領域内のpコンタクトの領域を、
入射端面部を除くpn接合領域の周辺部に形成したこと
を特徴とする導波路型受光素子。
4. A p-contact region in a pn junction region,
A waveguide-type light receiving element, which is formed around a pn junction region excluding an incident end face.
【請求項5】請求項1〜4のいずれかに記載の導波路型
受光素子において、前記pn接合が拡散によって形成さ
れたプレーナ型構造であることを特徴とする導波路型受
光素子。
5. The waveguide type light receiving device according to claim 1, wherein said pn junction has a planar structure formed by diffusion.
【請求項6】請求項1〜5のいずれかに記載の導波路型
受光素子において、n側にガイド層が厚い、非対称導波
構造であることを特徴とする導波路型受光素子。
6. The waveguide type light receiving element according to claim 1, wherein the n-side has a thick guide layer and has an asymmetric waveguide structure.
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