[發明專利]半導體受光元件

無效

• 申請號: 201110153553.7
• 申請日: 2011-06-09
• 公開（公告）號: CN102280516A
• 公開（公告）日: 2011-12-14
• 發明（設計）人: 笹畑圭史;中路雅晴
• 申請（專利權）人: 三菱電機株式會社
• 主分類號: H01L31/10
• 分類號: H01L31/10;H01L31/107;H01L31/0352
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 閆小龍;王忠忠

技術領域

本發明涉及能夠降低響應失真并且抑制受光靈敏性的降低的半導體受光元件。

背景技術

近年來，伴隨著半導體受光元件的寬頻帶化，存在光吸收層的厚度薄膜化為0.5～2μm并且半導體受光元件的靈敏性降低這樣的問題。因此，公知有為了抑制受光靈敏性的降低而在光吸收層之下設置有對透過光吸收層的光進行反射的多層反射膜的半導體受光元件?(例如，參照專利文獻1的圖2)。

此外，由于光吸收層的薄膜化，未被光吸收層吸收而透過的入射光的比例增加。該透過的光被襯底下表面的電極反射，該反射光被光吸收層的未耗盡化的區域吸收，作為光電流被取出。對于該光電流來說，相對于入射光，響應延遲，所以，存在產生響應失真的問題。

專利文獻1：日本特開平9-45954號公報。

例如，若使用將對于波長為1.27μm的入射光吸收系數較大的InGaAs層層疊了10層左右較厚的多層反射膜，則來自襯底的反射光被吸收，所以，能夠降低響應失真。但是，當使吸收系數較大時，多層反射膜的反射率變低，所以，存在半導體受光元件的受光靈敏性降低的問題。

發明內容

本發明是為了解決上述課題而提出的，其目的在于得到一種能夠降低響應失真并且抑制受光靈敏性的降低的半導體受光元件。

本發明提供一種半導體受光元件，具有：第一導電型的半導體襯底；在所述半導體襯底上依次層疊的摻雜有雜質的第一導電型的光吸收復合層、第一導電型的多層反射膜、光吸收層以及窗層；第二導電型的摻雜區域，在所述窗層的一部分上形成；第一電極，與所述摻雜區域連接；第二電極，與所述半導體襯底的下表面連接，其中，所述窗層的帶隙能量比所述光吸收層的帶隙能量大，所述光吸收復合層的帶隙能量比所述半導體襯底的帶隙能量小。

根據本發明，能夠降低響應失真并且抑制受光靈敏性的降低。

附圖說明

圖1是表示實施方式1的半導體受光元件的剖面圖。

圖2是表示比較例的半導體受光元件的剖面圖。

圖3是表示實施方式2的半導體受光元件的剖面圖。

圖4是表示實施方式3的半導體受光元件的剖面圖。

圖5是表示實施方式4的半導體受光元件的剖面圖。

附圖標記說明：

10??n型InP襯底（半導體襯底）

12??光吸收復合層

14??多層反射膜

16??光吸收層

18??窗層

20??p型摻雜區域(摻雜區域)

22??p側電極（第一電極）

26??n側電極（第二電極）

30??雪崩倍增層（倍增層）

34??勢壘層。

具體實施方式

參照附圖對本發明的實施方式的半導體受光元件進行說明。對相同的構成要素標注相同的附圖標記，并且有時省略重復說明。

實施方式1

圖1是表示實施方式1的半導體受光元件的剖面圖。該半導體受光元件是InGaAs類的光電二極管。

在載流子濃度為約5×10¹⁸cm^-3的n型InP襯底10上，依次層疊有由載流子濃度為1×10¹⁹cm^-3的n型InGaAs構成的厚度約0.5～2.0μm的光吸收復合層12、載流子濃度為約5×10¹⁸cm^-3的n型的多層反射膜14、由非摻雜InGaAs構成的厚度為0.5～2μm的光吸收層16以及由非摻雜InP構成的厚度約2μm的窗層18。

在窗層18的一部分上形成有載流子濃度為1×10¹⁹～1×10²⁰cm^-3的p型摻雜區域20。由Ti/Au等構成的p側電極22與p型摻雜區域20連接。在窗層18上形成有由SiN構成的表面保護膜24。由AuGe/Au構成的n側電極26與n型InP襯底10的下表面連接。

此處，入射光的波長為1.26μm～1.36μm，例如是作為光通信波長帶的1.27μm。窗層18的帶隙能量比光吸收層16的帶隙能量大。光吸收復合層12的帶隙能量比n型InP襯底10的帶隙能量小。多層反射膜14是將具有入射光的波長的1/4的厚度且折射率不同的InP層和InAlGaAs層交替地層疊的布拉格反射膜。表面保護膜24的厚度是入射光的波長的1/4。表面保護膜24也起到防反射膜的作用。