半导体受光元件制造技术

本发明专利技术的半导体受光元件(1)包括：基板(10)；半导体层叠部(20)，其形成在所述基板(10)的第1区域(RB)上；和第1电极(40)和第2电极(50)，它们与所述半导体层叠部(20)电连接，所述半导体层叠部(20)包含：第1导电型的光吸收层(24)，其包含In

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】半导体受光元件


[0001]本专利技术涉及半导体受光元件。

技术介绍

[0002]在专利文献1中记载有光电二极管。该光电二极管由形成于InP的基板的斜面反射部、由p电极、衍射光栅和InGaAs光吸收层构成的受光部、以及n电极构成。从表面沿垂直方向入射的光被斜面反射部全反射，光路被转换为斜上方向，并从斜下方向入射到受光部内的光吸收层。倾斜入射的光，在光吸收层传播后，通过设置在受光部的上部的衍射光栅和p电极，向入射方向的反方向反射，再次被光吸收层吸收。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1：日本特开2009
‑
117499号公报

技术实现思路

[0006]专利技术所要解决的课题
[0007]然而，在上述
中，期望进一步的动作速度的高速化。为此，考虑通过使光吸收层薄化来缩短电子的移动距离。然而，如果将光吸收层薄化，则会产生灵敏度的降低。与此相对，在专利文献1所记载的光电二极管中，通过使光在相对于光吸收层倾斜的方向的光路中传播，从而使有效的吸收层厚增大。由此，也可以认为能够抑制由光吸收层的薄化引起的灵敏度降低而实现高速化。
[0008]然而，在专利文献1所记载的光电二极管中，为了形成相对于光吸收层倾斜的光路，需要进行在基板上形成斜面反射部的加工等，成本有可能增大。
[0009]本专利技术的目的在于提供一种能够抑制成本的增大并且实现高速化的半导体受光元件。
[0010]用于解决课题的方法
[0011]本专利技术的半导体受光元件为用于接受1.3μm波段、1.55μm波段和1.6μm波段中的至少1个波段的光的入射，根据该入射光而生成电信号的半导体受光元件，该半导体受光元件包括：基板；形成在基板的第1区域上的半导体层叠部；和与半导体层叠部电连接的第1电极和第2电极，半导体层叠部包含：包含In
x
Ga1‑
x
As的第1导电型的光吸收层；设置在基板与光吸收层之间的第1导电型的缓冲层；和与第1导电型不同的第2导电型的第2区域，其相对于光吸收层位于基板的相反侧，并且与光吸收层接合，第1电极与半导体层叠部中的、相对于光吸收层位于基板侧的第1导电型的第1部分连接，第2电极与半导体层叠部中的、相对于光吸收层位于基板的相反侧的第2导电型的第2部分连接，光吸收层的In组成x为0.55以上，光吸收层的厚度为1.8μm以下。
[0012]该半导体受光元件以1.3μm波段(O
‑
band(Original
‑
band))、1.55μm波段(C
‑
band(Conventional
‑
band))和1.6μm波段(L
‑
band(Long
‑
wavelength
‑
band))这样的光通信用的
波段的光为对象。在该半导体受光元件中，设置在基板上的光吸收层包含In
x
Ga1‑
x
As。而且，光吸收层的In组成x为0.55以上(且小于1)。这样，如果在光吸收层使In
x
Ga1‑
x
As的In组成x为0.55以上，则与例如In组成x为0.53的情况相比，吸收系数提高(例如在1.55μm波段，通过使组成x为0.62，吸收系数提高至2倍程度)。因此，即使将光吸收层的厚度薄化至1.8μm以下，也能够避免灵敏度的降低。即，能够高速化。进而，在该半导体受光元件中，在实现高速化时不需要形成另外的结构(例如上述专利文献1所记载的光电二极管的斜面反射部等)。因此，根据该半导体受光元件，能够抑制成本增大并且能够高速化。
[0013]在本专利技术的半导体受光元件中，也可以为，缓冲层包含：具有基板的晶格常数与光吸收层的晶格常数之间的晶格常数的应变缓和层。在该情况下，半导体层叠部的结晶性提高。
[0014]在本专利技术的半导体受光元件中，也可以为，缓冲层包含：多个应变缓和层，其以随着从基板朝向光吸收层而晶格常数阶段性地接近光吸收层的晶格常数的方式配置。或者，也可以为，缓冲层包含：应变缓和层，其以随着从基板朝向光吸收层而晶格常数连续地接近光吸收层的晶格常数的方式变化。在这些情况下，能够可靠地提高半导体层叠部的结晶性。
[0015]在本专利技术的半导体受光元件中，也可以为，半导体层叠部包含：第1导电型的盖层，其相对于光吸收层在基板的相反侧设置在光吸收层上，并且包含InAsP；和第1导电型的接触层，其相对于光吸收层在基板的相反侧设置在盖层上，并且包含InGaAs，第2区域从接触层经由盖层形成至光吸收层，连接有第2电极的第2部分是形成于接触层的第2区域的表面。在这种情况下，第2电极的接触电阻降低。
[0016]在本专利技术的半导体受光元件中，也可以为，半导体层叠部包含：第1导电型的第1半导体层，其配置在基板与光吸收层之间；和第1导电型的第2半导体层，其具有比第1半导体层的杂质浓度低的杂质浓度，配置在第1半导体层与光吸收层之间。在该情况下，通过降低电容来实现进一步的高速化。
[0017]在本专利技术的半导体受光元件中，也可以为，半导体层叠部包含：第3半导体层，其设置在光吸收层与盖层之间，具有光吸收层的带隙与盖层的带隙之间的带隙。在这种情况下，抑制了由于带隙在盖层和光吸收层之间急剧变化而载流子难以取出。
[0018]在本专利技术的半导体受光元件中，也可以为，缓冲层的至少1层通过Fe的掺杂而被半绝缘化。在该情况下，结晶性提高。
[0019]在本专利技术的半导体受光元件中，也可以为，光吸收层的In组成x为0.57以上，光吸收层的厚度为1.2μm以下。并且，也可以为，光吸收层的In组成x为0.59以上，光吸收层的厚度为0.7μm以下。在这些情况下，通过光吸收层的进一步薄化而实现高速化。
[0020]在本专利技术的半导体受光元件中，也可以为，基板包含半绝缘性半导体。在该情况下，能够实现电容的降低。
[0021]在本专利技术的半导体受光元件中，也可以为，基板包含绝缘体或半绝缘性半导体，半导体层叠部与基板直接接合。这样，通过将基板和半导体层叠部分体地构成并直接接合来构成半导体受光元件，能够实现大口径化，通过用廉价的材料制作光学部件来抑制成本。
[0022]专利技术效果
[0023]根据本专利技术，能够提供一种能够抑制成本的增大并且高速化的半导体受光元件。
附图说明
[0024]图1是表示一个实施方式的激光装置的示意性的侧视图。
[0025]图2是图1所示的半导体受光元件的俯视图。
[0026]图3是沿着图2的III
‑
III线的截面图。
[0027]图4是沿着图2的IV
‑
IV线的截面图。
[0028]图5是沿着图2的V
‑
V线的截面图。
[0029]图6是说明光吸收层的组成与吸收系数的关系的图。
[0030]图7是表本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种半导体受光元件，其中，为用于接受1.3μm波段、1.55μm波段和1.6μm波段中的至少1个波段的光的入射，根据入射光而生成电信号的半导体受光元件，所述半导体受光元件包括：基板；形成在所述基板的第1区域上的半导体层叠部；和与所述半导体层叠部电连接的第1电极和第2电极，所述半导体层叠部包含：包含In
x
Ga1‑
x
As的第1导电型的光吸收层；设置在所述基板与所述光吸收层之间的所述第1导电型的缓冲层；和与所述第1导电型不同的第2导电型的第2区域，其相对于所述光吸收层位于所述基板的相反侧，并且与所述光吸收层接合，所述第1电极，与所述半导体层叠部中的、相对于所述光吸收层位于所述基板侧的所述第1导电型的第1部分连接，所述第2电极，与所述半导体层叠部中的、相对于所述光吸收层位于所述基板的相反侧的所述第2导电型的第2部分连接，所述光吸收层的In组成x为0.55以上，所述光吸收层的厚度为1.8μm以下。2.根据权利要求1所述的半导体受光元件，其中，所述缓冲层包含：应变缓和层，其具有所述基板的晶格常数与所述光吸收层的晶格常数之间的晶格常数。3.根据权利要求2所述的半导体受光元件，其中，所述缓冲层包含：多个所述应变缓和层，其以随着从所述基板朝向所述光吸收层而晶格常数阶段性地接近所述光吸收层的晶格常数的方式配置。4.根据权利要求2所述的半导体受光元件，其中，所述缓冲层包含：所述应变缓和层，其以随着从所述基板朝向所述光吸收层而晶格常数连续地接近所述光吸收层的晶格常数的方式变化。5.根据权利要求1～4中任一项所述的半导体受光元件，其中，所述半导体层...

【专利技术属性】
技术研发人员：田口桂基，石原兆，大重美明，牧野健二，
申请(专利权)人：浜松光子学株式会社，
类型：发明
国别省市：