(57)【要約】      （修正有）【課題】高濃度半導体材料を用いたメサ型のＰＩＮ-ＰＤにおいて、受光部への入射光が吸収層を透過し、基板に近い側の高濃度層まで到達することによって、高濃度層内で遅いキャリアが発生し、高周波応答が劣化するという問題がある。【解決手段】ｐ-ｉ-ｎ型の多層構造において、基板に近い側の高濃度層１０３の受光部に該当する部分をエッチングもしくは選択成長技術により受光部の周囲に比べてあらかじめ薄くし、その上に吸収層１０４およびもう一方の高濃度層を成長しメサ型構造の受光部を形成する。これによって、良好なオーミックコンタクトを形成することが出来、高周波応答特性に優れたＰＩＮ-ＰＤが実現出来る。【選択図】図２
2008016535.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板上に、この半導体基板から順にｎ型高濃度層と、吸収層と、ｐ型高濃度層とを含むｐ-ｉ-ｎ型多層構造を有する面入射型受光素子において、
受光部の前記ｎ型高濃度層は第１の膜厚を有し、かつ前記受光部近傍の電極部では前記ｎ型高濃度層は第２の膜厚を有し、前記第１の膜厚は前記第２の膜厚より薄いことを特徴とする面入射型受光素子。
【請求項２】
請求項１に記載の面入射型受光素子であって、
前記ｎ型高濃度層は、ＩｎＧａＡｓ、ＩｎＧａＡｓＰ、ＩｎＧａＡｌＡｓ、ＧａＩｎＮＡｓ、ＧａＩｎＮＡｓＳｂの何れかにより主として構成されていることを特徴とする面入射型受光素子。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の面入射型受光素子であって、
前記受光部の前記ｎ型高濃度層の前記第１の膜厚は０.１μｍから０.４μｍにあり、
前記受光部近傍の前記電極部の前記ｎ型高濃度層の前記第２の膜厚は、前記第１の膜厚に比べ０.１μｍ以上厚いことを特徴とする面入射型受光素子。
【請求項４】
請求項１ないし請求項２のいずれか一つに記載の面入射型受光素子であって、
前記受光部の前記ｎ型高濃度層と前記吸収層とのエネルギーバンドギャップ差が０.２ｅＶ以内であることを特徴とする面入射型受光素子。
【請求項５】
半導体基板上に、この半導体基板から順にｐ型高濃度層と、吸収層と、ｎ型高濃度層とを含むｐ-ｉ-ｎ型多層構造を有する面入射型半導体素子において、
受光部の前記ｐ型高濃度層は第１の膜厚を有し、かつ前記受光部近傍の電極部では前記ｐ型高濃度層は第２の膜厚を有し、前記第１の膜厚は前記第２の膜厚より薄いことを特徴とする面入射型受光素子。
【請求項６】
請求項５に記載の面入射型受光素子であって、
前記ｐ型高濃度層は、ＩｎＧａＡｓ、ＩｎＧａＡｓＰ、ＩｎＧａＡｌＡｓ、ＧａＩｎＮＡｓ、ＧａＩｎＮＡｓＳｂの何れかにより主として構成されていることを特徴とする面入射型受光素子。
【請求項７】
請求項５または請求項６に記載の面入射型受光素子であって、
前記受光部の前記ｐ型高濃度層の前記第１の膜厚は０.１μｍから０.４μｍにあり、
前記受光部近傍の前記電極部の前記ｐ型高濃度層の前記第２の膜厚は、前記第１の膜厚に比べ０.１μｍ以上厚いことを特徴とする面入射型受光素子。
【請求項８】
請求項５ないし請求項７のいずれか一つに記載の面入射型受光素子であって、
前記受光部の前記ｐ型高濃度層と前記吸収層とのエネルギーバンドギャップ差が０.２ｅＶ以内であることを特徴とする面入射型受光素子。
【請求項９】
筐体内に受光素子とアンプとを配置し、光信号を受信して電気信号に変換する光受信モジュールにおいて、
前記受光素子は、半導体基板上に、この半導体基板から順にｎ型高濃度層と、吸収層と、ｐ型高濃度層とを含むｐ-ｉ-ｎ型多層構造を有し、受光部の前記ｎ型高濃度層は第１の膜厚を有し、かつ前記受光部近傍の電極部では前記ｎ型高濃度層は第２の膜厚を有し、前記第１の膜厚は前記第２の膜厚より薄いことを特徴とする光受信モジュール。
【請求項１０】
筐体内に受光素子とアンプとを配置し、光信号を受信して電気信号に変換する光受信モジュールにおいて、
前記受光素子は、半導体基板上に、この半導体基板から順にｐ型高濃度層と、吸収層と、ｎ型高濃度層とを含むｐ-ｉ-ｎ型多層構造を有し、受光部の前記ｐ型高濃度層は第１の膜厚を有し、かつ前記受光部近傍の電極部では前記ｐ型高濃度層は第２の膜厚を有し、前記第１の膜厚は前記第２の膜厚より薄いことを特徴とする光受信モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は面入射型受光素子および面入射型受光素子を搭載した光受信モジュールに係り、特に光通信用モジュールに用いる好適な面入射型受光素子および光通信システムに用いる好適な光受信モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバを用いた光伝送用の受信側のデバイスとしてｐ-ｉ-ｎ型のフォトダイオード(ＰＩＮ-ＰＤ)が実用化されている。ＰＩＮ-ＰＤは、入射光により発生した電子および正孔が吸収層内の強いドリフト電界により移動するため、高周波応答に優れている特長がある。
【０００３】
ＰＩＮ-ＰＤの基本構造は、ｐ型キャップ層およびｐ型コンタクト層と、ｎ型コンタクト層とによって、吸収層(Ｉ層)を挟んだ構造である。ＰＩＮ-ＰＤの動作原理は、逆バイアスされたＰＤ内に入射した光が空乏化した吸収層においてキャリア（電子と正孔）に変換され、ｐ電極側に正孔が、ｎ電極側に電子が拡散・走行し、電流として取り出されるというものである。
【０００４】
特許文献１および特許文献２に記載されたＰＩＮ-ＰＤは、ｐ型またはｎ型の高濃度層にエネルギーバンドギャップが吸収層よりも大きい半導体材料を用いている。
【０００５】
【特許文献１】特開平８−３２０９７号公報
【特許文献２】特開平５−８２８２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１または特許文献２に記載された技術においては、吸収層(Ｉ層)よりもｐ型またはｎ型半導体層のエネルギーバンドギャップが大きいためにヘテロ接合によるキャリアの蓄積（パイルアップ）が生じる虞がある。パイルアップが生じると、高周波応答を劣化させるという不具合がある。これに対して、キャリアの蓄積を防ぐ目的でｐ型またはｎ型半導体層に吸収層と同じか、エネルギーバンドギャップの差が極めて小さい高濃度半導体材料を用いたメサ型のＰＩＮ-ＰＤも開発されている。しかし、このＰＩＮ−ＰＤは、受光部への入射光が吸収層を透過し、基板に近い側の高濃度層まで到達することによって、高濃度層内で遅いキャリアが発生し、高周波応答が劣化するという問題がある。この遅いキャリアの発生を低減するには高濃度層を薄くする手段が考えられるが、メサ型構造を形成する際のエッチング精度、厚みの制御性の点で容易ではない。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
ｐ-ｉ-ｎ型の多層構造において、基板側の高濃度層の受光部に該当する部分をエッチングもしくは選択成長技術により、受光部の周囲に比べてあらかじめ薄くし、その上に吸収層およびもう一方の高濃度層を成長しメサ型構造の受光部を形成する。受光部に該当する高濃度層が薄いため、吸収層を透過した入射光による高濃度層での光吸収が低減され、かつメサ形成時には受光部周囲の高濃度層厚の制御性が確保される。これによって、良好なオーミックコンタクトを形成することが出来る。この結果、高周波応答特性に優れた光受信素子を得ることができる。
また、この光受信素子を光受信モジュールに適用することで、高周波応答特性に優れた光受信モジュールを得ることができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明により、大入力時の高周波応答特性に優れた受光素子および光受信モジュールを実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下本発明の実施の形態について、実施例を用いて図面を参照しながら説明する。なお、実質同一部位には同じ参照番号を振り、説明は繰り返さない。また、断面図においても、あえて断面にハッチングを施さない。これは、煩雑さを防ぐためである。
【実施例１】
【００１０】
実施例１の受光素子ついて図１ないし図４を用いて説明する。ここで、図１は受光素子作成工程を説明する断面図である。図２の受光素子の断面図である。図３は受光素子の高周波応答の特性を説明する図である。図４は光受信モジュールのブロック図である。
受光素子は、図１(ａ)に示すように半絶縁性ＩｎＰ基板１０１上に、ＭＯＣＶＤ法によりＩｎＰバッファ層(ｕｎｄｏｐｅ、膜厚０.２μｍ)１０２およびｎ型ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層(ｎ型、不純物濃度：１ｘ１０^１８ｃｍ^−３、膜厚０.４μｍ、Ｅｇ=０.８ｅＶ)１０３ａを形成した後、受光部のみｎ型ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層１０３ａをＩｎＰバッファ層１０２まで、硫酸、過酸化水素、水の混酸でエッチングする(第一多層成長)。
【００１１】
その後、図１(ｂ)に示すようにＭＯＣＶＤ法により、ｎ型ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層(ｎ型、不純物濃度：１ｘ１０^１８ｃｍ^−３、膜厚０.３μｍ、Ｅｇ=０.８ｅＶ)１０３ｂ、ＩｎＧａＡｓ吸収層(ｕｎｄｏｐｅ、不純物濃度：５ｘ１０^１４ｃｍ^−３、膜厚１.５μｍ、Ｅｇ=０.７５ｅＶ)１０４、ＩｎＧａＡｓＰキャップ層(ｐ型、不純物濃度：１ｘ１０^１８ｃｍ^−３、膜厚０.１μｍ、Ｅｇ=０.８ｅＶ)１０５およびＩｎＧａＡｓコンタクト層(ｐ型、不純物濃度：１ｘ１０^１９ｃｍ^−３、膜厚０.１μｍ、Ｅｇ=０.７５ｅＶ)１０６を再成長する(第二多層成長)。
【００１２】
図１(ｃ)に示すように、円形の受光部周辺のＩｎＧａＡｓコンタクト層１０６からＩｎＰバッファ層１０２まで、リン酸と塩酸の混酸でウェットエッチングを行う(第一メサ形成)。
【００１３】
次に、図１（ｄ）に示すように、受光部を形成するためにｎ型ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層１０３ａとＩｎＰバッファ層１０２を、ｎ型ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層１０３ａの表面のｎ型コンタクト部１１０を残し、容量低減するために受光部周辺をさらに円形にリン酸系エッチャントでウェットエッチングを行う(第二メサ形成)。
【００１４】
図２を参照して、保護膜としてスパッタ法またはＣＶＤ法によって、ＳｉＮ膜（膜厚０.２μｍ）１１４およびＳｉＯ２膜(膜厚０.８μｍ)１１５を形成する。さらに、高濃度半導体層とのコンタクト用の保護膜（ＳｉＮ／ＳｉＯ２）の部分的なエッチング工程、受光部のＳｉＮ膜を反射防止膜とするための受光部のＳｉＯ２膜１１５の部分的なエッチング工程、電子ビーム蒸着法により形成されたｐ電極１２１およびｎ電極１２２の形成工程、基板裏面の研磨工程および裏面電極１２３の形成工程を行うことで、ｐ-ｉ-ｎ型の受光素子１００Ａの作製を行った。
【００１５】
図２の中央の面入射型受光素子部の基板に近い側の受光部の高濃度コンタクト層１０３の膜厚は、受光部の周囲の膜厚に比べて薄くなるように形成されている。
【００１６】
図３において、横軸は周波数、縦軸はＳ２１特性である。受光素子１００Ａの周波数応答特性を評価したところ図３（ａ）の特性を得た。一方、図３（ｂ）の特性は、ｎ型コンタクト層の膜厚について、受光部と受光部周囲とで差が無い受光素子のものである。図３（ｂ）の特性は、ｎ型コンタクト層の膜厚が一様であるために、吸収層において吸収しきれずに透過した光によってｎ型コンタクト層にて遅いキャリアが発生し、低周波域での利得の低下が生じている。
【００１７】
一方、図３（ａ）の特性は、低周波領域での利得の劣化量を低減でき、高周波域でも周波数特性が改善されていることがわかる。また、受光部周囲のｎ型コンタクト部については、０.７μｍと厚いｎ+層によりメサ形成時のエッチング量にマージンがあり、エッチング後も０.５μｍ以上の高濃度層を残せるために１Ω以下の十分低いコンタクト抵抗が再現性良く得られている。
【００１８】
実施例１では、受光素子部のｎ型高濃度層の膜厚は、０.１μｍから０.４μｍの範囲にあることが好ましい。また、電極部のｎ型高濃度層の膜厚は、受光素子部の膜厚より０．１μｍ以上厚いことが好ましい。ｎ型高濃度層のエネルギーバンドギャップと、吸収層のエネルギーバンドギャップとの差は、０.２ｅＶ以内であることが好ましい。
【００１９】
実施例１では、ｎ型コンタクト層としてＩｎＧａＡｓＰ、吸収層材料としてＩｎＧａＡｓ、ｐ型キャップ層としてＩｎＧａＡｓＰ、ｐ型コンタクト層としてＩｎＧａＡｓを用いているが、受光する波長範囲を含んだ吸収端を有するＩｎＧａＡｓ、ＩｎＧａＡｓＰ、ＩｎＧａＡｌＡｓ、ＧａＩｎＮＡｓ、ＧａＩｎＮＡｓＳｂの材料系何れをｐ-ｉ-ｎ構造に用いた場合においても、実施例１と同等な効果があることは言うまでも無い。また、実施例１においては各成長層の厚さ、不純物濃度を具体的に示しているが、高速性や波長範囲、大口径対応など受光素子としての用途に応じて別の厚み、濃度の組み合わせをもつ構造をとることも可能であり、同様の効果を期待できる。
【００２０】
さらに、実施例１では表面受光型受光素子を記載したが、裏面受光型受光素子も主要部の構成は同等で実現できる。これは、当業者にとって容易に理解できるものである。表面受光型受光素子と裏面受光型受光素子は、ともに面入射型受光素子である。
【００２１】
図４は実施例１の受光素子を組み込んだ光受信モジュールである。図４に記載された光受信モジュール１３０は、光受光素子１００をリミットアンプ付ＴＩＡ(Trans Impedance Amplifier)１３２とともに実装した光受信モジュールである。ここで、リミットアンプ付ＴＩＡ１３２は、プリアンプ１３２１と帰還抵抗１３２２とリミットアンプ１３２３から構成され、電流入力を電圧出力に変換する負帰還アンプである。光受信モジュール１３０は矢印で示した光信号を受信し、リミットアンプ付ＴＩＡ１３２の正相出力であるＯＵＴ１端子１３３と、逆相出力であるＯＵＴ２端子１３４とから電気信号として、出力する。この光受信モジュール１３０は、多層構造の各レイヤ間にあるヘテロ接合のエネルギーバンドギャップ差が小さい、または無いため、低電圧且つ大入力時にも帯域劣化が少なく、高周波応答特性に優れている。
【実施例２】
【００２２】
実施例２の受光素子について図５を用いて説明する。ここで、図５は受光素子の断面図である。なお、この受光素子の形成工程の詳細に関しては、実施例１と同様のため省略する。
【００２３】
図５において、受光素子３００の中央の面入射型受光素子部の基板に近い側の高濃度コンタクト層３０６の受光部は、受光部の周囲に比べて薄くなるように形成されている。半絶縁性ＩｎＰ基板３０１上にＭＯＣＶＤ法により、ＩｎＰバッファ層(ｕｎｄｏｐｅ、膜厚０.２μｍ)３０２およびｐ型ＩｎＧａＡｓコンタクト層(ｐ型、不純物濃度：１ｘ１０^１９ｃｍ^−３、膜厚０.４μｍ、Ｅｇ=０.７５ｅＶ)３０６を形成した後に、受光部のみｐ型ＩｎＧａＡｓコンタクト層３０６をＩｎＰバッファ層３０２までエッチングする。
【００２４】
その後、ＭＯＣＶＤ法により、ｐ型ＩｎＧａＡｓコンタクト層３０６を再成長、ＩｎＧａＡｌＡｓキャップ層(ｐ型、不純物濃度：３ｘ１０^１８ｃｍ^−３、膜厚０.１μｍ、Ｅｇ=０.８ｅＶ)３０５、ＩｎＧａＡｓ吸収層(ｕｎｄｏｐｅ、不純物濃度：５ｘ１０^１４ｃｍ^−３、膜厚１.７μｍ、Ｅｇ=０.７５ｅＶ)３０４および３０３のＩｎＧａＡｓコンタクト層(ｎ型、不純物濃度：７ｘ１０^１８ｃｍ^−３、膜厚０.１μｍ、Ｅｇ=０.７５ｅＶ)３０３を再成長する。
【００２５】
この多層構造から受光部を形成するために、ウェットエッチングにより、ＩｎＧａＡｓコンタクト層３０３からＩｎＧａＡｌＡｓキャップ層３０５をエッチングする。さらに、受光部周辺のｐ型ＩｎＧａＡｓコンタクト層３０６とＩｎＰバッファ層３０２をエッチングする。このとき、ｐ型ＩｎＧａＡｓコンタクト層３０６の表面が、ｐ型コンタクト部３１１となる。ｐ型ＩｎＧａＡｓコンタクト層３０６とＩｎＰバッファ層３０２のエッチングは、配線とパッド部とを保護膜を介して半絶縁基板上に配置することによってし容量低減するためである。
【００２６】
その後、保護膜としてスパッタ法またはＣＶＤ法によって、ＳｉＮ膜（膜厚０.２μｍ）３１４およびＳｉＯ２膜(膜厚０.８μｍ）３１５の形成工程、高濃度半導体層とのコンタクト用の保護膜のスルーホールエッチング工程、受光部のＳｉＮ膜３１４を反射防止膜とするためＳｉＯ２膜３１５の部分的なエッチング工程、電子ビーム蒸着法によるｐ電極３２１およびｎ電極３２２の形成工程、基板研磨工程および３２３の裏面電極３２３形成工程を行うことでｐ-ｉ-ｎ型の受光素子３００の作製を行った。
【００２７】
実施例２において、周波数応答特性を評価したところ図３と同様な特性が得られた。すなわち、低周波領域での利得の劣化量を低減できた。また、受光部周囲のｐ型コンタクト部については、０.５μｍの厚いｐ+層によりメサ形成時のエッチング量にマージンがあり、エッチング後も０.３μｍ以上の高濃度層を残せるために１Ω以下の十分低いコンタクト抵抗が再現性良く得られた。
【００２８】
実施例２では、受光素子部のｐ型高濃度層の膜厚は、０.１μｍから０.４μｍの範囲にあることが好ましい。また、電極部のｐ型高濃度層の膜厚は、受光素子部の膜厚より０．１μｍ以上厚いことが好ましい。ｐ型高濃度層のエネルギーバンドギャップと、吸収層のエネルギーバンドギャップとの差は、０.２ｅＶ以内であることが好ましい。
【００２９】
実施例２では、ｎ型コンタクト層としてＩｎＧａＡｓＰ、吸収層材料としてＩｎＧａＡｓ、ｐ型キャップ層としてＩｎＧａＡｓＰ、ｐ型コンタクト層としてＩｎＧａＡｓを用いている。しかし、受光する波長範囲を含んだ吸収端を有するＩｎＧａＡｓ、ＩｎＧａＡｓＰ、ＩｎＧａＡｌＡｓ、ＧａＩｎＮＡｓ、ＧａＩｎＮＡｓＳｂの材料系の何れをｐ-ｉ-ｎ構造に用いた場合においても、実施例２の効果があることは言うまでも無い。また、実施例２は各成長層の厚み、濃度を具体的にあげているが、高速性や波長範囲、大口径対応など受光素子としての用途に応じて別の厚み、濃度の組み合わせをもつ構造をとることも可能であり、同様の効果を期待できる。
【００３０】
実施例２の受光素子をＴＩＡとともに図４に示す光受信モジュールとして実装した場合においても実施例１と同様に、多層構造の各レイヤ間にあるヘテロ接合のエネルギーバンドギャップ差が小さい、もしくは無いため、低電圧且つ大入力時にも帯域劣化が少なく、高周波応答特性に優れた光受信モジュールを実現できる。
【実施例３】
【００３１】
実施例１、２では面入射型受光素子の基板に近い側の高濃度コンタクト層の受光部を、受光部の周囲に比べて薄くなるように形成するために、高濃度コンタクト層１０３、３０６の成長後にエッチングし、その後再成長をしている。しかし、酸化膜、窒化膜を用いたＭＯＣＶＤ法による選択成長も同様の構造を形成できる。これを、実施例３として図６を用いて説明しよう。ここで、図６は受光素子作成工程を説明する断面図である。
【００３２】
図６の受光素子１００Ｂへと加工途中において、半絶縁性ＩｎＰ基板１０１上に酸化膜の円孔を有するマスク１２４を形成し、ＭＯＣＶＤ法でＩｎＰバッファ層(ｕｎｄｏｐｅ、膜厚０.２μｍ)１０２、ｎ型ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層(ｎ型、不純物濃度：１ｘ１０^１８ｃｍ^−３、膜厚０.３μｍ、Ｅｇ=０.８ｅＶ)１０３、ＩｎＧａＡｓ吸収層(ｕｎｄｏｐｅ、不純物濃度：５ｘ１０^１４ｃｍ^−３、膜厚１.５μｍ、Ｅｇ=０.７５ｅＶ)１０４、ＩｎＧａＡｓＰキャップ層(ｐ型、不純物濃度：１ｘ１０^１８ｃｍ^−３、膜厚０.１μｍ、Ｅｇ=０.８ｅＶ)１０５およびＩｎＧａＡｓコンタクト層(ｐ型、不純物濃度：１ｘ１０^１９ｃｍ^−３、膜厚０.１μｍ、Ｅｇ=０.７５ｅＶ)１０６を形成する。
その後、この多層構造を用いて実施例１、２と同様のウェハプロセスにより受光素子を作成する。
【００３３】
実施例３では、ＭＯＣＶＤ法での結晶成長時に、酸化膜段差部の周辺部のみ膜厚が厚くなることを利用している。円孔を有するマスク１２４内部で成長する。この結果、円孔中心部の高濃度コンタクト層の膜厚が、円孔のマスク近接部の高濃度コンタクト層の膜厚に比べて薄くなる。円孔中心部に、面入射型受光素子の受光部を設ければ、実施例１、２と同様に、低周波領域での利得の劣化量を低減できる。また、十分低いコンタクト抵抗が再現性良く得られる。
なお、実施例３では円孔を有するマスク材料として、酸化膜を用いたが窒化膜であってもよい。
【００３４】
実施例３において、周波数応答特性を評価したところ図３と同様な特性が得られた。すなわち、低周波領域での利得の劣化量を低減できた。また、受光部周囲のｎ型コンタクト部については、０.５μｍの厚いｎ+層によりメサ形成時のエッチング量にマージンがあり、エッチング後も０.３μｍ以上の高濃度層を残せるために１Ω以下の十分低いコンタクト抵抗が再現性良く得られた。
【００３５】
実施例３の受光素子をＴＩＡとともに図４に示す光受信モジュールとして実装した場合においても実施例１と同様に、多層構造の各レイヤ間にあるヘテロ接合のエネルギーバンドギャップ差が小さい、もしくは無いため、低電圧且つ大入力時にも帯域劣化が少なく、高周波応答特性に優れた光受信モジュールを実現できる。
【実施例４】
【００３６】
面入射型受光素子部の基板に近い側の高濃度コンタクト層の受光部を、受光部の周囲に比べて薄くなるように形成する他の実施例４を、図７を用いて説明する。ここで、図７は受光素子作成工程を説明する断面図である。
【００３７】
図７(ａ)の受光素子１００Ｃへと加工途中において、半絶縁性ＩｎＰ基板１０１上にＩｎＰバッファ層(ｕｎｄｏｐｅ、膜厚０.２μｍ)１０２ａ、ｎ型ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層(ｎ型、不純物濃度：１ｘ１０^１８ｃｍ^−３、膜厚０.３μｍ、Ｅｇ=０.８ｅＶ)１０３ｃ、ＩｎＧａＡｓ吸収層(ｕｎｄｏｐｅ、不純物濃度：５ｘ１０^１４ｃｍ^−３、膜厚１.５μｍ、Ｅｇ=０.７５ｅＶ)１０４、ＩｎＧａＡｓＰキャップ層(ｐ型、不純物濃度：１ｘ１０^１８ｃｍ^−３、膜厚０.１μｍ、Ｅｇ=０.８ｅＶ)１０５およびＩｎＧａＡｓコンタクト層(ｐ型、不純物濃度：１ｘ１０^１９ｃｍ^−３、膜厚０.１μｍ、Ｅｇ=０.７５ｅＶ)１０６を形成した後、ウェットエッチングで受光部のメサ形状を形成する。
【００３８】
その後、図７(ｂ)のようにＭＯＣＶＤ法により受光部以外の領域に１０２ｂのＩｎＰバッファ層(ｕｎｄｏｐｅ、膜厚０.２μｍ)、１０３ｄのｎ型ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層(ｎ型、不純物濃度：１ｘ１０^１８ｃｍ^−３、膜厚０.７μｍ、Ｅｇ=０.８ｅＶ)、を再成長し、受光部の高濃度コンタクト層を受光部の周辺に比べて薄くなる構造を形成する。その後、実施例１、２と同様のウェハプロセスにより受光素子を作成する。
【００３９】
実施例４において、周波数応答特性を評価したところ図３と同様な特性が得られた。すなわち、低周波領域での利得の劣化量を低減できた。また、受光部周囲のｎ型コンタクト部については、０.５μｍの厚いｎ+層によりメサ形成時のエッチング量にマージンがあり、エッチング後も０.３μｍ以上の高濃度層を残せるために１Ω以下の十分低いコンタクト抵抗が再現性良く得られた。
【００４０】
実施例４の受光素子をＴＩＡとともに図４に示す光受信モジュールとして実装した場合においても実施例１と同様に、多層構造の各レイヤ間にあるヘテロ接合のエネルギーバンドギャップ差が小さい、もしくは無いため、低電圧且つ大入力時にも帯域劣化が少なく、高周波応答特性に優れた光受信モジュールを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】受光素子作成工程を説明する断面図である。
【図２】受光素子の断面図である。
【図３】受光素子の高周波応答の特性を説明する図である。
【図４】光受信モジュールのブロック図である。
【図５】受光素子の断面図である。
【図６】受光素子作成工程を説明する断面図である。
【図７】受光素子作成工程を説明する断面図である。
【符号の説明】
【００４２】
１００…受光素子、１０１…ＩｎＰ基板、１０２…ＩｎＰバッファ層、１０３…ｎ型コンタクト層、１０４…光吸収層、１０５…ｐ型キャップ層、１０６…ｐ型コンタクト層、３０６…ｐ型コンタクト層、１１０…ｎ型コンタクト部、１１１…ｐ型コンタクト部、１１２…配線、１１３…パッド部、１１４…ＳｉＮ膜、１１５…ＳｉＯ２膜、１２１…ｐ電極、１２２…ｎ電極、１２３…裏面電極、１２４…ＳｉＮ膜またはＳｉＯ２膜、１３０…光受信モジュール入力光、１３１…受光素子、１３２…リミットアンプ付ＴＩＡ、１３３…ＯＵＴ１、１３４…ＯＵＴ２、１３５…ｐ型キャップ層、３００…受光素子、３０１…ＩｎＰ基板、３０２…ＩｎＰバッファ層、３０３…ｎ型コンタクト層、３０４…光吸収層、３０５…ｐ型キャップ層、３０６…ｐ型コンタクト層、３１０…ｎ型コンタクト部、３１１…ｐ型コンタクト部、３１２…配線、３１３…パッド部、３１４…ＳｉＮ膜、３１５…ＳｉＯ２膜、３２１…ｐ電極、３２２…ｎ電極、３２３…裏面電極。
【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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