(57)【要約】【課題】クロストークをより低減できる複数の受光部を有するＰＤアレイを提供し、ＰＤアレイをより簡易にかつ低コストに作製する方法を提供する。【解決手段】本発明は、半導体基板上に積層された半導体複合層に形成された半導体接合層からなる光素子が、複数形成された光半導体素子と、前記半導体基板と接合された基板とを備え、前記光半導体素子に形成されている隣接する光素子の間に、前記半導体複合層および前記半導体基板を貫通し、前記基板に達する溝が形成されている。【選択図】図１２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板上に積層された半導体複合層に形成された半導体接合層からなる光素子が、複数形成された光半導体素子と、
前記半導体基板と接合された基板とを備え、
前記光半導体素子に形成されている隣接する前記光素子の間に、前記半導体複合層および前記半導体基板を貫通し、前記基板に達する溝が形成されていること
を特徴とする光半導体装置。
【請求項２】
前記基板の表面と裏面に形成された金属薄膜を接続するビアが形成されていること
を特徴とする請求項１に記載の光半導体装置。
【請求項３】
前記光素子が２次元に配列されていること
を特徴とする請求項１または請求項２に記載の光半導体装置。
【請求項４】
半導体基板上に積層された半導体複合層に形成された半導体接合層からなる光素子が複数形成された光半導体素子における前記半導体基板と、基板と、を接合するステップと、
前記光半導体素子に形成されている隣接する前記光素子の間に、前記半導体複合層および前記半導体基板を貫通し、前記基板に達する溝を形成するステップと
を備えることを特徴とする光半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光半導体装置および光半導体装置の製造方法に関し、より詳細には、主に光ファイバ通信に用いられる光半導体装置に使用され、多チャンネル化に対応した受光素子、例えばフォトダイオード（ＰＤ：Photodiode）のような光素子および光素子を備えた光半導体装置および光半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の大容量光通信を支えるための光波長通信では、より多くの光チャンネルを備えた通信機器が必要とされる。一方で通信機器を構成する光学部品の小型化、低コスト化が強く求められている。
【０００３】
特に、光学部品である光モジュールの小型化を進める上においては、多数のチャンネルを有しつつ光モジュールの製造コストを削減できる構成が好ましい。複数の受光部もしくは発光部を集積したアレイ型の光半導体素子を用いることにより、一層の光モジュールの小型化が進められている。以下、複数の受光部を集積したアレイ型のモジュールの例として、複数の光信号チャンネルを有する光システムにおいて各々の光信号パワーをモニタする多チャンネル光信号モニタを例に挙げる。多チャンネル光信号モニタは、光半導体素子であるＰＤアレイを中心に構成される。多チャンネル光信号モニタの基本となるデバイス例を、図１、図２、図３を用いて説明する。
【０００４】
図１に第１の従来例のＰＤアレイの断面図を示し、複数の受光部を有する光半導体素子であるＰＤアレイ１００の断面構成を示す。ＰＤアレイ１００は、たとえばＩｎＰによる半導体基板１０１を用いて作製されている。図１を用いて、ｎ型の半導体基板１０１を用いた例を説明する。ＰＤアレイ１００は、ｎ型半導体基板１０１の上に、光吸収層１０２とｎ型埋め込み層１０３と保護膜１０７とを順次積層させた半導体複合層が積層されている。さらに、ｎ型埋め込み層１０３の一部に、ｐ型拡散領域１０４を形成した構造となっている。ｐ型拡散領域１０４にはｐ型電極１０５が形成され、一方ｎ型半導体基板１０１の裏面にも第１のｎ型電極１０６が形成されている。
【０００５】
ｎ型半導体基板１０１とｐ型拡散領域１０４に挟まれた光吸収層１０２の領域（図１において点線で囲まれている部分）を、第１の光吸収領域１１０とする。第１の光吸収領域１１０では、ｐ−ｉ−ｎ半導体接合層が構成される。図１に示す第１の光吸収領域１１０において、ｐ−ｉ−ｎ半導体接合層を構成することにより一部空乏層化させ、もしくはｐ型電極１０５と第１のｎ型電極１０６を介して逆バイアス電圧を印加することにより完全空乏層化させる。よって、入射した光信号は電子とホールのキャリア対を発生させ、光電流すなわち電気信号となって外部に取り出されることになる。
【０００６】
尚、図１に示す従来の形態のＰＤではｐ型拡散領域１０４側から光信号を入射させることになる。ｐ型拡散領域１０４側から光信号を入射させる領域を、受光部１１１とする。複数の受光部１１１を有するＰＤアレイ１００は半導体プロセスで一括形成されるために、各々チャンネルの受光特性は均一である。典型的な寸法例としては、受光部間隔２５０μｍ、各受光径８０μｍ、光吸収層の厚さ３.６μｍである。２４チャンネルのＰＤアレイついては、縦６０００μｍ、幅３５０μｍ、厚さ１５０μｍといった寸法のＰＤアレイが開発されている。
【０００７】
図２に第１の従来例のＰＤアレイを用いた光モジュールを示し、ＰＤアレイ１００を実用に供した一形態を示す。図３に第１の従来例のＰＤアレイを用いた光モジュールの断面図を示し、ＰＤアレイ１００の一断面構造を示す。図２および図３に示す従来の形態は、ＰＤアレイ１００の信頼性を確保するために、セラミック製のパッケージ２０１内にＰＤアレイ１００を固定し、ガラス蓋２１０を金属半田薄膜２０６で気密封止した光モジュールである。ＰＤアレイ１００は、裏面に形成された第１のｎ型電極１０６においてパッケージ内面に形成された共通グランド電極２０２上に金属半田薄膜２０３を用いて固定している。一方、ｐ型電極１０５の各々にはボンディングワイヤ２０４により、パッケージ２０１内に配線された各信号用電極２０５と結線されている。パッケージ２０１内の各信号用電極２０５と共通グランド電極２０２は、パッケージ内部から外部に取り出されている（図示せず）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−２６６２５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
図１および図２に示す従来のＰＤアレイ１００では、クロストークが発生するといった問題があった。すなわち、光信号の入力を所望するある所定のチャンネルの受光部１１１に光信号が入射した際、入射した光が該当する受光部の第１の光吸収領域１１０で完全には吸収されない。そして、入射した光の一部がそのままＰＤアレイの裏面に到達して再び反射散乱を繰り返し吸収層に戻ってくるという現象がある。受光部１１１に光信号が入射した際、反射散乱を繰り返した光の一部は、所定のチャンネル以外すなわち本来ならば受光を所望しない他のチャンネルの受光部１１１の第１の光吸収領域１１０に達してしまう。反射散乱を繰り返した光の一部は、第１の光吸収領域１１０で光吸収がおこなわれて不要な光電流として出力されてしまうことがある。したがって、他のチャンネルにおいては全く不要となる光電流の発生が、クロストークの原因となるため、光モニタとしての性能を低下させるといった問題があった。
【００１０】
光モニタとしての性能を低下させる問題は、受光部１１１を複数有する光半導体素子の構造に原因があるため、図２のように気密封止したモジュール２００にしても、問題を回避しえない。特に、クロストークの影響は、受光部ピッチが５００μｍ以下になると問題になりやすい。しかし、受光部のピッチは、一般に光ファイバを用いた光入出力装置を想定すると、最大でも２５０μｍのピッチが限界であろう。
【００１１】
クロストークは、光電流ＩＣｉと光電流ＩＸｉ＋１との比（１０＊Ｌｏｇ１０（ＩＸｉ＋１／ＩＣｉ））で表される。光電流ＩＣｉは、ＰＤアレイ１００をパッケージ２０１に封止後において、ガラス蓋２１０面上にシングルモードファイバの劈開端面を持ってきて所望する入力チャンネルＣｉの受光部１１１に１５５０ｎｍの光を入射させた時所望する入力チャンネルＣｉから取り出される光電流である。また、光電流ＩＸｉ＋１は、所望する入力キャンネルに隣接するチャンネルＣｉ＋１の受光面１１１に同様の光を入射させた時所望する入力チャンネルＣｉから漏洩して取り出される光電流である。
【００１２】
なお、クロストークは、光入力端と受光部１１１との距離にも影響する。光入力端と受光部１１１との距離を実用に則して、光入力位置をガラス蓋面上にあるシングルモードファイバの劈開端面からＰＤアレイの受光面までの光路長とし、光路長は３５０μｍとしている。また、各々のＰＤには、ｐ型電極１０５と第１のｎ型電極１０６を介して−５Ｖの逆バイアス電圧を印加している。
【００１３】
図４に第２の従来例のＰＤアレイの断面図を示す。図４に示すように、各々の受光部１１１の間に、光信号受光には関与はしないが、チャンネル間で生じている不要な反射散乱光を吸収する第２の光吸収領域１２０を配したＰＤアレイ１００が開発されている（例えば、特許文献１参照）。図４に示す構成において形成される第２の光吸領域１２０は、図１を製造する半導体プロセスにおいて、マスク変更するだけで対応可能である。
【００１４】
図５に第２の従来例のＰＤアレイを用いた光モジュールの断面図を示す。従来の実施例であった図３の光ジュール構成から、図５の光モジュール構成にすることで、隣接するチャンネル間のクロストークの低減は、入力光波長が１５５０ｎｍの場合で、５〜１０ｄＢ程度の改善効果が得られる。
【００１５】
しかし、第２の光吸収領域１２０を挿入する形態は、より小型化を図る上で受光部間隔を狭めようとする場合、第２の光吸収領域１２０の挿入スペースも狭くならざるを得なくなってくるため、反射散乱光の吸収すなわちクロストークの低減量も期待できなくなってくるといった問題があった。また、第１の光吸収領域１１０と第２の光吸収領域１２０は、各々が分離されて形成されている必要があるため、半導体プロセス上の形成が困難になってくるといった問題があった。
【００１６】
図６に第３の従来例のＰＤアレイの断面図を示す。図６に示すように、ＰＤの電極構成として、ＰＤアレイの片面側にｐ型電極１０５と第２のｎ型電極１１６の両方を形成したＰＤアレイも開発されている。すなわち、ｎ型半導体基板１０１側の電極をＰＤアレイ表面側から取り出しており、ｎ型半導体基板１０１の裏面側には半田固定に使用される金属薄膜１１７が配置されることになる。
【００１７】
図７に第３の従来例のＰＤアレイを用いた光モジュールの断面図を示す。図７に示すように、ＰＤアレイ１００は、図３に示す従来の形態と同様に固定されるが、表面に取り出された第２のｎ型電極１１６からつながるボンディングワイヤ２０４ｂは、パッケージ内の共通グランド電極に結線されている（図示せず）。図７に示すＰＤアレイ形態でも、図５に示す従来の形態と同様に問題となっているクロストークの課題は残されている。
【００１８】
図８に個別のＰＤを用いた光モジュールを表す斜視図を示す。単一の半導体基板からなるＰＤアレイ内の反射散乱光を抑圧させるためには、図８に示すように物理的には完全に分離された個別のＰＤ３００をひとつひとつ所望のチャンネル間隔で実装した形態が、最もクロストークが低い。多チャンネル光信号モニタとして理想的に求められるクロストーク量は、図８に示すように物理的には完全に分離されたＰＤのアレイ実装のレベルである。
【００１９】
しかし、個別のＰＤ３００ひとつひとつをピッチ精度よく実装していく方法には、実装する個数すなわちチャンネル数にも限界がある。また、光半導体は固定信頼性の観点から金属半田が用いられるが、個別のＰＤを実装する度に半田リフローを施すと再溶融に伴う半田酸化劣化等の問題が生じるため、半田酸化劣化の点でも実装する個数すなわちチャンネル数にも限界があるといった問題があった。
【００２０】
本発明は、従来技術で生じていた上述したような課題に鑑みてなされたものでありその目的とするところは、クロストークをより低減できる複数の受光部を有するＰＤアレイを提供することであると共に、ＰＤアレイをより簡易にかつ低コストに作製する方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明は、このような目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、半導体基板上に積層された半導体複合層に形成された半導体接合層からなる光素子が、複数形成された光半導体素子と、前記半導体基板と接合された基板とを備え、前記光半導体素子に形成されている隣接する前記光素子の間に、前記半導体複合層および前記半導体基板を貫通し、前記基板に達する溝が形成されていることを特徴とする。
【００２２】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の光半導体装置であって、前記基板の表面と裏面に形成された金属薄膜を接続するビアが形成されていることを特徴とする。
【００２３】
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の光半導体装置であって、前記光素子が２次元に配列されていることを特徴とする。
【００２４】
請求項４に記載の発明は、光半導体装置の製造方法であって、半導体基板上に積層された半導体複合層に形成された半導体接合層からなる光素子が複数形成された光半導体素子における前記半導体基板と、基板と、を接合するステップと、前記光半導体素子に形成されている隣接する前記光素子の間に、前記半導体複合層および前記半導体基板を貫通し、前記基板に達する溝を形成するステップとを備えることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】第１の従来例のＰＤアレイの断面図である。
【図２】第１の従来例のＰＤアレイを用いた光モジュールを示す図である。
【図３】第１の従来例のＰＤアレイを用いた光モジュールの断面図である。
【図４】第２の従来例のＰＤアレイの断面図である。
【図５】第２の従来例のＰＤアレイを用いた光モジュールの断面図である。
【図６】第３の従来例のＰＤアレイの断面図である。
【図７】第３の従来例のＰＤアレイを用いた光モジュールの断面図である。
【図８】個別のＰＤを用いた光モジュールを表す斜視図である。
【図９】本発明の第１の実施形態における製造工程を表す図である。
【図１０】本発明の第１の実施形態における製造工程を表す図である。
【図１１】本発明の第１の実施形態における製造工程を表す図である。
【図１２】本発明の第１の実施形態にかかる光半導体装置の断面図である。
【図１３】本発明の第２の実施形態にかかる光半導体装置の斜視図である。
【図１４】本発明の第３の実施形態にかかる光半導体装置の斜視図である。
【図１５】本発明の第４の実施形態にかかる光半導体装置の断面図である。
【図１６】本発明の第５の実施形態における製造工程を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、図面を参照しながら本発明の実施例について説明する。尚、従来例と同じ構成要素である部分については特に断らない限り同様な構成であるため、説明を省略する。また、多チャンネルの構成を取り上げるため、図中の繰り返しの構成要素の表記については、特に断らない限り省略する。
【００２７】
（第１の実施形態）  
まず、第１の実施形態を実現する方法を、工程を追って、図９（ａ）、（ｂ）、図１０、図１１を用いながら説明する。
【００２８】
図９（ａ）に本発明の第１の実施形態のＰＤアレイ（光半導体素子）１００の断面図を示し、複数の受光部を有するＰＤアレイ１００の断面構成を示す。第１の実施形態では、従来の技術の図７に示した表面側にｐ型電極１０５と第２のｎ型電極１１６の両方を形成したＰＤアレイ１００を用いた形態を例に述べる。ＰＤアレイ１００は、たとえばＩｎＰによる半導体基板１０１を用いて作製されている。ＰＤアレイ１００は、ｎ型半導体基板１０１の上に、光吸収層１０２とｎ型埋め込み層１０３と保護膜１０７とを順次積層させた半導体複合層が積層されている。さらに、ｎ型埋め込み層１０３の一部に、ｐ型拡散領域１０４を形成した構造となっている。ｐ型拡散領域１０４にはｐ型電極１０５が形成され、一方ＰＤアレイ表面にはｎ型半導体基板１０１側から電極が取り出され第２のｎ型電極１１６が形成されている。ｎ型半導体基板１０１の裏面側には半田固定に使用される金属薄膜１１７が配置されている。
【００２９】
ｎ型半導体基板１０１とｐ型拡散領域１０４に挟まれた光吸収層１０２の領域（図９（ａ）において点線で囲まれている部分）を、第１の光吸収領域１１０とする。第１の光吸収領域１１０では、ｐ−ｉ−ｎ半導体接合層が構成される。また、ｐ型拡散領域１０４側から光信号を入射させる領域を、受光部１１１とする。
【００３０】
本発明の第１の実施形態において留意すべき点は、図９（ａ）に示すように、図６に示す第３の従来例と異なって光信号受光に関与する受光部１１１の間において、第２の光吸収領域１２０を必要とはしない点である。図６に示す第２の光吸収領域１２０は、チャンネル間で生じている不要な反射散乱光を吸収するが、本発明の第１の実施形態では、ＰＤアレイ１００が分離され受光部間も分離されるため、チャンネル間で生じている不要な反射散乱光が生じないからである。
【００３１】
第１の実施形態では、ＰＤアレイ１００は従来例と同様に、受光部間隔２５０μｍ、各受光径８０μｍ、光吸収層３の厚さ３．６μｍであり、２４チャンネルのＰＤアレイの場合とし、２４チャンネルのＰＤアレイの寸法は、縦６０００μｍ、幅３５０μｍ、厚さ１５０μｍのＰＤアレイを用いた。
【００３２】
図９（ｂ）に本発明の第１の実施形態におけるキャリア４００の断面図を示す。図９（ｂ）に示すように、ＰＤアレイ１００を実装するキャリア４００を準備する。本実施形態では、キャリア４００の基板４０１にはＳｉ基板を用いており、キャリア４００の寸法は、ＰＤアレイ１００とほぼ同じサイズの、縦６４００μｍ、幅４００μｍ、厚さ３００μｍである。キャリア４００においてＰＤアレイ１００が固定される面には薄膜金属４０２ａが、蒸着もしくは鍍金してある。そしてＰＤアレイ１００が固定される面に対向する裏面には薄膜金属４０２ｂが、蒸着もしくは鍍金してある。第１の実施形態では、薄膜金属４０２ａ、４０２ｂの表面厚さは２μｍとしたＡｕを用いた。更に、表面の薄膜金属側には、ＡｕＳｎの半田薄膜４０３が厚さ７μｍでプリコートされている。
【００３３】
次に、図１０に示すように、ＰＤアレイをキャリア基板に、半田薄膜４０３をリフローして固定した。
【００３４】
さらに、図１１に示すように、各信号チャンネルとなる受光部１１１の間においてダイシングによりカット溝５００を形成して、完全に受光部間を分離する。すなわち、もともと同一体であったＰＤアレイ部分が、完全分離され、さらにキャリア４００を切り込んでいる。
【００３５】
本発明の第１の実施形態の構成を図９（ａ）、（ｂ）、図１０および図１１を参照して述べると、第１の実施形態である光半導体装置は、半導体基板１０１上に積層された半導体複合層（光吸収層１０２とｎ型埋め込み層１０３と保護膜１０７とを順次積層させた複合層）に形成されたｐ−ｉ−ｎ半導体接合層（光吸収領域１１０）からなるＰＤ（光素子）が、複数形成されたＰＤアレイ（光半導体素子）１００と、半導体基板１０１と接合された、キャリア４００における基板４０１とを備えている。また、ＰＤアレイ（光半導体素子）１００に形成されている隣接するＰＤ（光素子）の間に、半導体複合層および半導体基板１０１を貫通し、基板４０１に達するカット溝５００が形成されている。
【００３６】
本発明の特徴とするところは、キャリア４００を完全に切断するのではなくて一部カットする程度に留めることで、複数のＰＤは受光部ピッチを変えることなくアレイのまま保持していることにある。第１の実施形態で用いたダイシングブレードのカーフ幅は、３０μｍである。カット溝５００において、キャリア４００の表面から入ったカット量は、２０μｍ程度であり、もともとのＰＤアレイ１００の受光部１１１それぞれが完全に分離されているカット量であればよい。すなわち、キャリア４００の表面から入ったカット量は、ＰＤアレイカット後において、複数の受光部が当初ピッチのまま同一基板上に固定され続けているのであれば、特に規定されるカット量はない。すなわち、必ずしもキャリアに切り込みが入らなければならないという訳ではなく、ＰＤアレイ１００が必ず分離されていればよい。
【００３７】
以上のようにして作製したＰＤアレイを、図１２に示すように光モジュールに組み立てた。図１２に本発明の第１の実施形態にかかる光半導体装置の断面図を示す。まず、パッケージ２０１底面に、表面メタルにＡｕを使用した薄膜金属２０２上に、先に作製したキャリア４００を備えたＰＤアレイ１００を、キャリアの大きさと同じ程度の金属薄膜半田２０３で固定した。固定後には、ワイヤボンディング２０４ａによりＰＤアレイ１００上のｐ型電極１０５とパッケージ２０１の電極間、およびワイヤボンディング２０４ｂによりＰＤアレイ１００上の第２のｎ型電極１１６とパッケージ２０１の電極間との結線を施している（図示せず）。最後にガラス蓋２１０でパッケージの気密封止を取っている。
【００３８】
図１２に示すように作製された第１の実施形態である光モジュールのクロストーク特性を、従来構成であるモジュール図７と比較した。従来構成では、クロストークが−４０ｄＢ程度であったが、第１の実施形態によれば、−５０ｄＢ以下に低減することがわかった。−５０ｄＢ以下という数値は、図８に示した個別のＰＤ３００をひとつひとつ固定して作製した光モジュールのクロストークレベルに相当する。
【００３９】
第１の実施形態によれば、図７に示したような、第２の光吸収領域１２０を必要としないＰＤアレイを準備しさえすればよいという特徴がある。また、第１の実施形態によれば、別のキャリア４００に一旦固定してから個別のＰＤに切り分けることになるが、個別のＰＤに切り分けるプロセスがＰＤアレイの切断で実現することができるため、ＰＤアレイモジュールの組み立て工程を簡易にできるという特徴がある。
【００４０】
（第２の実施形態）  
図１３に本発明の第２の実施形態にかかる光半導体装置の斜視図を示す。第２の実施形態は、ＰＤアレイ１００のｎ型電極が裏面に配置された場合の実施形態である。第２の実施形態は、カット溝５００を形成する前は、例えば図２に示す従来の形態と同様に、ＰＤアレイ１００の信頼性を確保するために、セラミック製のパッケージ２０１内にＰＤアレイ１００を固定し、ガラス蓋２１０を金属半田薄膜２０６で気密封止した光モジュールである。ＰＤアレイ１００は、裏面に形成された第１のｎ型電極１０６においてキャリア基板に、半田薄膜４０３をリフローして固定した。一方、ｐ型電極１０５の各々にはボンディングワイヤ２０４ａにより、パッケージ２０１内に配線された各信号用電極２０５と結線されている。共通グランド電極２０２は、キャリア４００上の薄膜金属４０２ａとボンディングワイヤ２０４ｃを介して接続されている。パッケージ２０１内の各信号用電極２０５と共通グランド電極２０２は、パッケージ内部から外部に取り出されている（図示せず）。
【００４１】
なお、裏面の電極は共通電極としてもともと形成させている。本発明の第２の実施形態によれば、ＰＤアレイ１００をキャリア４００に固定した後、ダイシングにより個別に分離する。分離の際、もともと共通であった裏面の第１のｎ型電極１０６は、分割されてしまう。そこで、分割された第１のｎ型電極１０６からは、薄膜金属４０２ａおよび半田薄膜４０３を介して、パッケージ内の共通グランド電極２０２に対してボンディングワイヤ２０４で結線すればよい。なおボンディングワイヤ２０４の増加は、ＰＤ製造工程において自動化して対応可能であるため、特に大きく工程タクトの増加を招かない。
【００４２】
第２の実施形態によれば、第１の実施形態とは異なって、ＰＤアレイを製造する工程おいて、表面にｎ型電極を持ってくるプロセスが不要になる分だけ、半導体プロセス工程数を低減できる効果が大きいという特徴がある。
【００４３】
（第３の実施形態）  
図１４に本発明の第３の実施形態にかかる光半導体装置の斜視図を示す。第３の実施形態は、第２の実施形態と異なって、キャリア基板への切り込みを途中で止めて作製した光半導体装置である。第３の実施形態により、ＰＤアレイ１００の分割された裏面電極は、キャリア基板上の切り残された表面メタルによって接続されているので、ボンディングワイヤの結線数を削減することができるという特徴がある。
【００４４】
（第４の実施形態）  
図１５に本発明の第４の実施形態のＰＤアレイ（光半導体素子）１００の断面図を示し、複数の受光部を有するＰＤアレイ１００の断面構成を示す。ＰＤアレイ１００は、たとえばＩｎＰによる半導体基板１０１を用いて作製されている。ＰＤアレイ１００は、ｎ型半導体基板１０１の上に、光吸収層１０２とｎ型埋め込み層１０３と保護膜１０７とを順次積層させた半導体複合層が積層されている。さらに、ｎ型埋め込み層１０３の一部に、ｐ型拡散領域１０４を形成した構造となっている。ｐ型拡散領域１０４にはｐ型電極１０５が形成され、一方ｎ型半導体基板１０１の裏面にも第１のｎ型電極１０６が形成されている。
【００４５】
ｎ型半導体基板１０１とｐ型拡散領域１０４に挟まれた光吸収層１０２の領域（図１５において点線で囲まれている部分）を、第１の光吸収領域１１０とする。第１の光吸収領域１１０では、ｐ−ｉ−ｎ半導体接合層が構成される。また、ｐ型拡散領域１０４側から光信号を入射させる領域を、受光部１１１とする。
【００４６】
第４の実施形態は、第２もしくは第３の実施形態とは異なって、予めキャリア４００の表面の金属薄膜４１０と裏面の金属薄膜４１１の間をビア６００で介して導通させている形態を示している。第４の実施形態で使用したキャリア４００の基板４０１には厚さ１００μｍのアルミナを用いた。ビア６００に配されるメタルのタイプとしては、中空型でもよいし充填型でもよい。ビア６００の配置は、固定されるＰＤアレイ１００の受光部１１１ピッチと同じ２５０μｍであり、ビア６００の直径は１００μｍである。ダイシング切断前において、ＰＤアレイ１００の受光部１１１ひとつに対して、ビア６００がひとつ配置されるように、ＰＤアレイ１００はキャリアの表面の金属薄膜４１０上で半田薄膜４０３で固定されている。
【００４７】
第４の実施形態によれば、第２および第３の実施形態とは異なって、裏面電極へのボンディングワイヤを要せず、第１の実施形態同様に、パッケージ内に薄膜半田を介して固定するだけで、導通が可能である。また、第１の実施形態とは異なって、ＰＤアレイを製造する工程おいて、表面にｎ型電極を持ってくるプロセスが不要になる分だけ、半導体プロセス工程数を低減できる効果が大きいという特徴がある。
【００４８】
（第５の実施形態）  
図１６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に本発明の第５の実施形態における製造工程を表す。第５の実施形態は、第４の実施形態と異なって、用いたＰＤアレイが、２次元に展開されている例を挙げている。
【００４９】
図１６（ａ）に示すように、第５の実施形態で使用する２次元配列ＰＤアレイ７００は、ＰＤ受光部１１１が、縦方向および横方向に２５０μｍピッチで配されている。ＰＤ受光部１１１の配列に伴って、キャリア４００に形成したビア６００も、同ピッチで２次元に配置されている。
【００５０】
図１６（ｂ）に示すように、２次元配列ＰＤアレイ７００は、ビア６００を有するキャリア４００と接合される。もちろんダイシング切断前において、受光部１１１ひとつに対して、ビア６００がひとつ配置されるように、半田薄膜で２次元配列ＰＤアレイ７００を固定されている。
【００５１】
図１６（ｃ）に示すように、ビア６００を有するキャリア４００と接合された２次元配列ＰＤアレイ７００に、各信号チャンネルとなる受光部１１１の間においてダイシングによりカット溝５００を形成して、完全に受光部間を分離する。
【００５２】
２次元配列ＰＤアレイでは、第１の実施形態から第４の実施形態でみたような１次元配列ＰＤアレイと異なって、縦方向および横方向からのクロストークを受けることになる。そのため、本発明の第５の実施形態のように、完全に分離されたＰＤ実装形態においては、縦方向および横方向からのクロストークの影響を最小限に抑制できる効果は大きい。
【００５３】
以上、各実施形態においては、ＰＤアレイを切断する手段として、ダイシングを挙げたが、本発明はダイシング手段に限定されない。ダイシングの他に、例えば、レーザダイシング、サンドブラスト、イオンミリング、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）等でもよい。切断する手段の種類に依存して、切断できるＰＤアレイの厚さが決まってくるが、ＰＤアレイの厚さの調整においては、現実に加工できる範囲で、ＰＤアレイの基板厚を、所定の厚さにまで研磨することで対応可能である。
【００５４】
本発明は、各実施形態で述べてきた形態、または図示した形態に限定されない。たとえば、図示したＰＤアレイが４アレイであったとしても、あくまで発明の意図とするところを簡略化して描かれているまでのことであり、チャンネル数を限定しない。また、２次元配列ＰＤアレイの配列数についても同様である。
【００５５】
また、ＰＤアレイ、基板のサイズ等に関わる点についても同様である。たとえば、ＰＤ間ピッチ、受光径サイズ、基板の厚さ、基板ビアピッチ、基板ビア径についても、本明細書に述べられたサイズ等だけに限定されることはない。
【００５６】
さらに、ＰＤアレイ、基板、パッケージ等に使用される材料構成についても、本明細書の述べられた材料構成だけに限定されることはないことはいうまでもない。たとえば、ＰＤアレイの半導体構成においてｐ型とｎ型を入れ替えてもよいし、ＰＤの性能改善のために新たな層構成が挿入されていても、本発明の実施を妨げることがない限りにおいてはなんら限定されない。
【００５７】
また、受光部を集積したアレイ型のモジュールについて述べたが、受光部だけでなく発光部を集積したアレイ型のモジュールとする形態としてもよい。
【符号の説明】
【００５８】
１００  ＰＤアレイ
１０１  半導体基板
１０２  光吸収層
１０３  ｎ型埋め込み層
１０４、１０４ａ、１０４ｂ  ｐ型拡散領域
１０５  ｐ型電極
１０６  第１のｎ型電極
１０７  保護膜
１１０  第１の光吸収領域
１１１  受光部
１１６  第２のｎ型電極
１１７  金属薄膜
１２０  第２の光吸収領域
２００  光モジュール
２０１  パッケージ
２１０  ガラス蓋
２０２  共通グランド電極
２０３、４０３  半田薄膜
２０４、２０４ａ、２０４ｂ、２０４ｃ  ボンディングワイヤ
２０５  信号用電極
２０６  気密封止用の半田薄膜
３００  個別のＰＤ
４００  キャリア
４０１  基板
４０２ａ、４０２ｂ  薄膜金属
４１０  表面の金属薄膜
４１１  裏面の金属薄膜
５００  カット溝
６００  ビア
７００  ２次元配列ＰＤアレイ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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