(57)【要約】【課題】電界の面内分布を均一とし、さらに感度も高めることが可能な半導体受光素子を提供することを目的とする。【解決手段】表面から裏面に至る貫通孔（１２）を有する絶縁性の基板（１）と、前記基板の表面側に設けられ、第１導電型の第１の半導体領域（２、３）と第２導電型の第２の半導体領域（５）とを有する半導体層と、前記基板の裏面側に設けられた第１の電極（１３）と、前記基板の表面側に設けられた第２の電極（７、８）と、を備え、前記第２の電極は、前記第２の半導体領域に接続され、前記第１の電極は、前記貫通孔の中に延在し前記第１の半導体領域に接続されたことを特徴とする半導体受光素子を提供する。【選択図】      図１
2004152942.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面から裏面に至る貫通孔を有する絶縁性の基板と、
前記基板の表面側に設けられ、第１導電型の第１の半導体領域と第２導電型の第２の半導体領域とを有する半導体層と、
前記基板の裏面側に設けられた第１の電極と、
前記基板の表面側に設けられた第２の電極と、
を備え、
前記第２の電極は、前記第２の半導体領域に接続され、
前記第１の電極は、前記貫通孔の中に延在し前記第１の半導体領域に接続されたことを特徴とする半導体受光素子。
【請求項２】
前記貫通孔は、前記第１の半導体領域と前記第２の半導体領域との接続部の下に設けられたことを特徴とする請求項１記載の半導体受光素子。
【請求項３】
前記貫通孔の内壁面の少なくとも一部は、前記表面及び裏面に対して傾斜した傾斜面とされ、
前記傾斜面は、前記第１の半導体領域と前記第２の半導体領域との接続部の下に設けられ、
前記第１の電極は、前記傾斜面を覆うように設けられたことを特徴とする請求項１記載の半導体受光素子。
【請求項４】
前記基板の端面から入射した光が前記傾斜面を覆う前記第２の電極により反射されて前記第１の半導体領域と前記第２の半導体領域との接合部に至ることを特徴とする請求項３記載の半導体受光素子。
【請求項５】
絶縁性の基板と、
前記基板の表面側に設けられた第１導電型の第１の半導体領域と、
前記第１の半導体領域の上に設けられた第２導電型の第２の半導体領域と、
前記第１の半導体領域に接続された第１の電極と、
前記第２の半導体領域に接続された第２の電極と、
を備え、
前記第１の半導体領域に至る貫通孔が前記基板に設けられ、
前記第１の電極は、前記貫通孔の中で前記第１の半導体領域に接続されさらに前記基板の裏面上に延在してなることを特徴とする半導体受光素子。
【請求項６】
前記貫通孔の中において前記第１の半導体領域は凸状の表面を有し、
前記第１の電極は、前記凸状の表面を覆うように設けられたことを特徴とする請求項１、２及び５のいずれか１つに記載の半導体受光素子。
【請求項７】
前記貫通孔は、前記第１の半導体領域と前記第２の半導体領域との接続部よりも大きいことを特徴とする請求項６記載の半導体受光素子。
【請求項８】
前記基板の表面側から入射し前記半導体領域を透過した光が前記貫通孔の中の前記第１の電極により反射されることを特徴とする請求項１、２、５〜７のいずれか１つに記載の半導体受光素子。
【請求項９】
前記第１及び第２の半導体領域が除去された領域が前記基板上に設けられ、前記第２の電極は、前記除去された領域に延在してなることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載の半導体受光素子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体受光素子に関し、特に、応答速度が速く、受光感度の分布が均一で且つ高い感度を有する半導体受光素子に関する。
【従来の技術】
光通信や各種の計測の分野においては、高い応答速度と高い受光感度を有するフォトダイオード（ｐｈｏｔｏｄｉｏｄｅ）やアバランシェ・フォトダイオード（ａｖａｌａｎｃｈｅ  ｐｈｏｔｏｄｉｏｄｅ）などの光半導体素子が必要とされる場合が多い。
【０００２】
応答速度を上げるために、絶縁性基板の上に形成した光半導体素子がある。
【０００３】
図６は、本発明者が本発明に至る過程で検討した光半導体素子を表す一部断面斜視図である。
【０００４】
すなわち、図６に表したものは、ＩｎＰ系のフォトダイオードである。このフォトダイオードは、半絶縁ＩｎＰ基板１０１の上に、ＭＯＣＶＤ（ｍｅｔａｌ−ｏｒｇａｎｉｃ  ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｖａｐｏｒ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法などにより、ｎ型ＩｎＰバッファ層１０２、ｎ型ＩｎＧａＡｓ光吸収層１０３、ｎ型ＩｎＰ窓層１０４が順次、積層された構造を有する。
【０００５】
この積層部分は、受光部を含む領域を残してその外周部が、バッファ層１０２の表面に至るまでエッチング除去されている。そして、このエッチング除去された部分のバッファ層１０２の表面には、ｎ側ボンディング・パッド１０９が形成されている。
【０００６】
一方、受光領域となるｐ型領域１０５は、封管拡散法によって亜鉛（Ｚｎ）を選択的に導入することにより形成され、受光部の表面は、窒化シリコン（ＳｉＮｘ）の反射防止膜１０６により覆われている。そして、反射防止膜１０６にはリング状の穴が開けられてｐ型領域１０５が露出し、ｐ側電極１０７が接続されている。
【０００７】
またさらに、受光部の周辺部において、バッファ層１０２の一部が、半絶縁ＩｎＰ基板１０１の表面に至るまでエッチング除去されている。そして、ＩｎＰ基板１０１の表面には、窒化シリコン（ＳｉＮｘ）の表面保護膜１１０を介してｐ側ボンディング・パッド１０８が形成されている。そして、ｐ側電極１０７とｐ側ボンディング・パッド１０８とが結線されている。
【０００８】
このフォトダイオードは、ｐ側ボンディング・パッド１０８を半絶縁のＩｎＰ基板１０１の上に形成することにより、パッドの下の寄生容量を大幅に低減することができる。その結果として、遮断周波数を向上させ高速応答特性が得られる可能性がある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、図６に表した構造の場合、ｎ側ボンディング・パッド１０９が受光部から離れて設けられるために、寄生抵抗が生じ、さらに、ｐｎ接合に印加される電界の強度分布が不均一になりやすいという問題がある。
【００１０】
すなわち、ｎ側ボンディング・パッド１０９は、受光部が設けられたメサ状の積層部の周囲に設けられ、バッファ層１０２を面内方向に介してｐｎ接合に電界を印加する。従って、バッファ層１０２のシート抵抗に対応した寄生抵抗が発生する。高速応答特性が必要とされるような場合には、この寄生抵抗によって素子の遮断周波数が制限される虞もある。
【００１１】
図６に表した構造の場合、ｎ側ボンディング・パッド１０９は、ｐｎ接合の全周囲を均等に覆うようには形成されてはおらず、受光部から見ると非対称状に形成されている。
【００１２】
従って、受光部のｐｎ接合の中には、ボンディング・パッド１０９から近い部分と遠い部分とが生ずる。パッド１０９からの距離の違いに応じて、バッファ層１０２内での電界降下量が異なるために、ｐｎ接合に印加される電界に不均一が生ずる。すなわち、パッド１０９から近い部分においては電界が高く、パッド１０９から遠い部分においては電界が低くなる分布が生ずる。
【００１３】
その結果として、受光感度の面内分布が不均一になるという問題が生ずる。また、アバランシェ・フォトダイオードの場合には、アバランシェ増倍領域に印加される電界の面内分布が不均一になるため、増倍特性の不均一や遮断周波数の劣化などの問題が生ずる虞がある。
【００１４】
本発明は、かかる課題の認識に基づいてなされたものであり、その目的は、電界の面内分布を均一とし、さらに感度も高めることが可能な半導体受光素子を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の第１の半導体受光素子は、表面から裏面に至る貫通孔を有する絶縁性の基板と、前記基板の表面側に設けられ、第１導電型の第１の半導体領域と第２導電型の第２の半導体領域とを有する半導体層と、前記基板の裏面側に設けられた第１の電極と、前記基板の表面側に設けられた第２の電極と、を備え、前記第２の電極は、前記第２の半導体領域に接続され、前記第１の電極は、前記貫通孔の中に延在し前記第１の半導体領域に接続されたことを特徴とする。
【００１６】
上記構成によれば、受光部のｐｎ接合部に印加される電界を均一にし、感度を高めることもできる。
【００１７】
ここで、前記貫通孔は、前記第１の半導体領域と前記第２の半導体領域との接続部の下に設けられたものとすることができる。
【００１８】
また、前記貫通孔の内壁面の少なくとも一部は、前記表面及び裏面に対して傾斜した傾斜面とされ、前記傾斜面は、前記第１の半導体領域と前記第２の半導体領域との接続部の下に設けられ、前記第１の電極は、前記傾斜面を覆うように設けられたものとしてもよい。
【００１９】
この場合、前記基板の端面から入射した光が前記傾斜面を覆う前記第２の電極により反射されて前記第１の半導体領域と前記第２の半導体領域との接合部に至るようにすることができる。
【００２０】
一方、本発明の第２の半導体受光素子は、絶縁性の基板と、前記基板の表面側に設けられた第１導電型の第１の半導体領域と、前記第１の半導体領域の上に設けられた第２導電型の第２の半導体領域と、前記第１の半導体領域に接続された第１の電極と、前記第２の半導体領域に接続された第２の電極と、を備え、
前記第１の半導体領域に至る貫通孔が前記基板に設けられ、前記第１の電極は、前記貫通孔の中で前記第１の半導体領域に接続されさらに前記基板の裏面上に延在してなることを特徴とする。
【００２１】
上記構成によっても、受光部のｐｎ接合部に印加される電界を均一にし、感度を高めることもできる。
【００２２】
ここで、前記貫通孔の中において前記第１の半導体領域は凸状の表面を有し、前記第１の電極は、前記凸状の表面を覆うように設けられたものとすることができる。
【００２３】
また、前記貫通孔は、前記第１の半導体領域と前記第２の半導体領域との接続部よりも大きいものとすることもできる。
【００２４】
一方、前記基板の表面側から入射し前記半導体領域を透過した光が前記貫通孔の中の前記第１の電極により反射されるものすれば、量子効率をさらに上げることができる。
【００２５】
また、前記第１及び第２の半導体領域が除去された領域が前記基板上に設けられ、前記第２の電極は、前記除去された領域に延在してなるものとすれば、第２の電極の延財部の寄生容量を低減できる。
【００２６】
なお、本願明細書において「絶縁性」とは、電気的に明瞭な絶縁状態のみならず、いわゆる「半絶縁」の状態も含むものとする。例えば、ＩｎＰやＧａＡｓに鉄（Ｆｅ）などをドーピングして比抵抗を高い状態とした、いわゆる「半絶縁基板」も、「絶縁性」であるものとする。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。
【００２８】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態にかかる半導体受光素子の要部を表す模式図である。すなわち、同図（ａ）はその一部断面斜視図であり、同図（ｂ）はその受光部付近の拡大断面図である。
【００２９】
すなわち、図１に表したものは、ＩｎＰ系のフォトダイオードであり、その受光部の下の基板を除去してｎ側電極１３を形成している。このようにすると、ｐｎ接合に対して均一に電界を印加することが可能となり、さらに受光感度を高めることもできる。
【００３０】
以下、このフォトダイオードについて詳しく説明する。このフォトダイオードは、鉄（Ｆｅ）をドープした半絶縁ＩｎＰ基板１の上に、ｎ型ＩｎＧａＡｓＰエッチストップ層１１、ｎ型ＩｎＰバッファ層２、ｎ型ＩｎＧａＡｓ光吸収層３、ｎ型ＩｎＰ窓層４が順次、積層された構造を有する。各層の成長方法としては、ＭＯＣＶＤ（ｍｅｔａｌ−ｏｒｇａｎｉｃ  ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｖａｐｏｒ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法やＶＰＥ（ｖａｐｏｒ  ｐｈａｓｅ  ｅｐｉｔａｘｙ）法などを用いることができる。
【００３１】
この積層部分は、受光部を含む領域を残してその外周部が、バッファ層２の表面に至るまでエッチング除去されている。但し、図１に表した構造は一例に過ぎず、後に本発明の変形例として詳述するように、受光部の周辺をバッファ層２に至るまでエッチング除去する必要は必ずしもない。
【００３２】
一方、受光領域となるｐ型領域５（図１（ｂ）においては点線により囲まれた領域に対応する）は、封管拡散法によって亜鉛（Ｚｎ）を選択的に導入することにより形成され、受光部の表面は、窒化シリコン（ＳｉＮｘ）の反射防止膜６により覆われている。そして、反射防止膜６にはリング状の穴が開けられてｐ型領域５が露出し、ｐ側電極７が接続されている。ｐ側電極７は、例えば、チタン（Ｔｉ）／白金（Ｐｔ）／金（Ａｕ）をこの順に積層した構造とすることができる。また、その形成方法としては、例えば真空蒸着法を用いることができる。
【００３３】
一方、受光部の周辺部において、バッファ層２の一部が、半絶縁ＩｎＰ基板１の表面に至るまでエッチング除去されている。そして、ＩｎＰ基板１の表面には、窒化シリコン（ＳｉＮｘ）の表面保護膜１０を介してｐ側ボンディング・パッド８が形成されている。ｐ側ボンディング・パッド８は、例えば、真空蒸着法により金（Ａｕ）を堆積することにより形成できる。そして、ｐ側電極７とｐ側ボンディング・パッド８とが結線されている。なお、この配線は、図１（ｂ）に表した如く、基板面に対して略垂直な部分を有するものとしてもよいが、いわゆる「段切れ」を防止するためには、斜面上に形成することが望ましい。この点については、後に図４を参照しつつ説明する。
【００３４】
さて、図１において、受光部すなわちｐ型領域５の裏面側を見ると、半絶縁ＩｎＰ基板１が部分的に除去され、貫通孔１２が設けられている。貫通孔１２は、ｎ型ＩｎＧａＡｓＰエッチストップ層１１はあまりエッチングされず、半絶縁性ＩｎＰ基板１のみが選択的にエッチングされるようなエッチング溶液、例えば、塩酸（ＨＣｌ）を用いることにより形成できる。そして、この貫通孔１２に露出したｎ型ＩｎＧａＡｓＰエッチストップ層１１の下面から貫通孔１２の側面を介して基板１の裏面に連続したｎ側電極１３が設けられている。ｎ側電極１３は、例えば、真空蒸着法で金ゲルマニウム（ＡｕＧｅ）／ニッケル（Ｎｉ）／金（Ａｕ）をこの順に蒸着した積層構造とすることができる。
【００３５】
以上説明した構造によれば、まず、ｐ側ボンディング・パッド８を半絶縁のＩｎＰ基板１の上に形成することにより、パッドの下の寄生容量を大幅に低減することができる。その結果として、遮断周波数を大幅に高くして高速応答が可能となる。
【００３６】
そしてさらに、受光部の裏面側において、基板１をエッチング除去してｎ側電極１３をエッチストップ層１１の下面に接続させることにより、受光部のｐｎ接合に対して、十分に均一な電界を印加することができる。すなわち、本実施形態においては、ｎ側電極１３がｎ型ＩｎＧａＡｓＰエッチストップ層１１を介して受光部すなわちｐ型領域５の全面に亘って均一に接続されている。ｎ側電極１３とｐ型領域５との間には、エッチストップ層１１、バッファ層２、光吸収層３がそれらの膜厚方向に設けられているだけであり、図６に例示した構造と比較した場合、寄生抵抗を大幅に下げることができる。その結果として、素子の遮断周波数を上げ、さらに高速な応答特性を得ることが可能となる。
【００３７】
さらに、ｎ側電極１３をｐ型領域５の裏面側に均一に接続することにより、ｐｎ接合に印加される電界の面内分布の均一性を大幅に改善することができる。その結果として、受光感度の面内分布を均一にすることができる。また、本実施形態をアバランシェ・フォトダイオードに適用した場合には、増倍領域に印加される電界の面内分布を均一にすることにより増倍特性を均一とし、遮断周波数の劣化も防ぐことができる。
【００３８】
またさらに、受光部の裏面側にｎ側電極１３を形成することにより、入射光を反射させ、受光感度を上げることもできる。すなわち、図１（ｂ）に矢印Ｌで表した入射光は、光吸収層３に吸収されて電気信号に変換されるが、その一部は吸収されないまま光吸収層３を透過する。これに対して、本実施形態においては、この透過光がｎ側電極１３により反射され、再び光吸収層３に戻るので、受光素子の量子効率を上げることができる。
【００３９】
図２は、本実施形態の変形例を表す模式図である。すなわち、同図は、図１（ｂ）に対応する断面図である。図２については、図１に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００４０】
本変形例においては、受光部の周囲はバッファ層２までエッチングされておらず、ｐ側ボンディング・パッド８が設けられる部分のみが、基板１までエッチング除去されている。すなわち、本実施形態の場合には、素子の表面側にｎ側電極を設ける必要がないので、その形成のためにバッファ層２までエッチングする必要はない。
【００４１】
本変形例においても、図１に関して前述した作用効果を同様に得ることができる。
【００４２】
（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態として、基板の端面から光を入射する半導体受光素子について説明する。
【００４３】
図３は、本実施形態の半導体受光素子を表す模式図である。すなわち、同図は、図１（ｂ）に対応する断面図である。図３については、図１及び図２に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００４４】
本実施形態においては、半絶縁性ＩｎＰ基板１の上に、ｎ型ＩｎＧａＡｓＰエッチストップ層１１、ｎ型ＩｎＰバッファ層２、ｎ型ＩｎＧａＡｓ光吸収層３、ｐ型ＩｎＧａＡｓ層１４、ｐ型ＩｎＰ層１５が順次、積層されている。そして、この積層構造は、受光部となる領域を残してその外周部がバッファ層２に至るまでエッチオフされている。
【００４５】
さらに、バッファ層２の一部が基板１に至るまでエッチオフされ、保護膜１０を介してｐ側ボンディングパッド８が設けられている。このｐ側ボンディングパッド８は、ｐ側電極７に結線されている。
【００４６】
一方、素子の裏面側を見ると、受光部すなわちｐ型領域５からオフセットした位置において基板１が除去されて貫通孔１２が形成されている。ｎ側電極１３は、貫通孔１２の底においてＩｎＧａＡｓＰエッチストップ層１１に接続され、基板１の裏面に至る。
【００４７】
本実施形態においては、貫通孔１２は、受光部の直下の部分が斜面状にされ、ｎ側電極１３による反射面１６が形成されている。図３に矢印Ｌで表したように、基板１の端面から入射した光は、反射面１６により上方に反射され、受光部に到達する。
【００４８】
本実施形態の場合、ｎ側電極１３とＩｎＧａＡｓＰエッチストップ層１１との接続部分は、受光部の直下ではなく、横方向にオフセットしている。従って、受光部のｐｎ接合に印加される電界には、多少の免内分布が生ずる場合もあり得るが、図６に例示した構造と比較すると、はるかに電界の均一性を上げることができる。
【００４９】
（第３の実施の形態）
次に、本発明の第３の実施の形態として、素子の裏面側に集光レンズを設けた半導体受光素子について説明する。
【００５０】
図４は、本実施形態の半導体受光素子を表す模式図である。すなわち、同図（ａ）は、図１（ｂ）に対応する断面図である。また、同図（ｂ）はその表面側（向かって上側）の平面図であり、同図（ｃ）はその裏面側の平面図である。
【００５１】
図４についても、図１乃至図３に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００５２】
本実施形態においては、半絶縁性ＩｎＰ基板１の上に、ｎ型ＩｎＧａＡｓＰエッチストップ層１１、ｎ型ＩｎＰバッファ層２、ｎ型ＩｎＧａＡｓ光吸収層３、ｎ型ＩｎＰ窓層４が順次、積層されている。そして、受光部すなわちｐ型領域５（点線により囲まれた領域に対応する）を含む領域を残しその外周部は基板１に至るまでエッチオフされ、反射防止膜６を介してｐ側ボンディングパッド８が形成されている。ｐ側ボンディング・パッド８は、ｐ側電極７と結線されている。この配線は、図４に表したように、メサの斜面状の側面上に形成されている。このようにすれば、メサの垂直な側面上に形成する場合よりも配線の「段切れ」を減らすことができる点で有利である。
【００５３】
一方、素子の裏面側を見ると、受光部すなわちｐ型領域５の直下において、基板１が除去されて貫通孔１２が形成されている。そして、ＩｎＧａＡｓＰエッチストップ層１１の下面から基板１の裏面に至るようにｎ側電極１３が設けられている。このようにすれば、第１実施形態に関して前述した作用効果を同様に得ることができる。
【００５４】
さらに、本実施形態においては、ＩｎＧａＡｓＰエッチストップ層１１の厚みに分布を設けることにより、ｎ側電極１３が集光反射面として作用する。すなわち、エッチストップ層１１は、受光部の中心から周辺に向けて厚みが薄くなる分布を有する。受光素子に入射した光Ｌのうちで吸収層３において吸収されずに透過した光は、この集光反射面において反射され、受光部に収束される。その結果として、量子効率をさらに上げることができる。
【００５５】
本実施形態によれば、受光部よりも大きなサイズの光ビームを受光部に集光させることができる。その結果として、感度が高く、寄生容量が小さい半導体受光素子を得ることができる。
【００５６】
図５は、受光部よりも大きな集光曲面を形成した変形例を表す模式断面図である。このように、受光部すなわちｐ型領域５よりも大きな集光曲面を裏面側に形成すれば、大きな光ビームを集光させて検出することができる。また逆に、光ビームのサイズに比べて受光部すなわちｐ型領域５を小さくできるので、ｐｎ接合の寄生容量を下げることができる。すなわち、ｐｎ接合の面積を受光面積よりも小さくすることができるため、受光部で生ずるｐｎ接合の寄生容量を低下させ、遮断周波数を上げて高速応答が可能な受光素子を実現できる。
【００５７】
なお、本実施形態において、集光曲面を形成するようにＩｎＧａＡｓＰエッチストップ層１１に厚みの分布を設ける方法としては、例えば以下のプロセスを挙げることができる。
【００５８】
第１の方法は、基板１に予め、集光曲面の形状に対応する「窪み」を形成しておき、その上にＩｎＧａＡｓＰエッチストップ層１１を成長させて、「窪み」を埋め込む方法である。このようにすれば、エッチストップ層１１に所定の厚み分布を設けることが可能である。この際に、ＩｎＧａＡｓＰエッチストップ層１１が基板１の「窪み」を埋め込んでその表面が平坦になるように、結晶成長条件を調節することが望ましい。すなわち、ＩｎＧａＡｓｐエッチストップ層１１の結晶成長の際に、成長表面での原子のマイグレート（移動）が活発となるように条件を調節すれば、「窪み」を埋め込んで、その表面が平坦なエッチストップ層１１を得ることができる。
【００５９】
または、エッチストップ層１１が「窪み」を十分に埋め込むまで成長させた後に、その表面をエッチングや研磨などの方法により平坦化させてもよい。
【００６０】
第２の方法は、平坦な基板１の上に、エッチストップ層１１を含む積層体を成長させ、基板１の裏面をエッチング除去して貫通孔１２を形成した後に、凸状のＩｎＧａＡｓＰ層を貫通孔１２の底に追加的に形成する方法である。
【００６１】
この方法の場合、まず、基板１をエッチングして貫通孔１２を形成し、その底に露出しているＩｎＧａＡｓＰエッチストップ層１１の上に、所定の膜厚のＩｎＧａＡｓＰ層を堆積する。しかる後に、そのＩｎＧａＡｓＰ層の上（素子の裏面側）にレジストなどで集光曲面の形状に対応した厚み分布を有するマスクを形成する。そして、イオンミリングなどの異方性エッチングにより、このマスクの形状をその下のＩｎＧａＡｓＰ層に転写する。つまり、マスクとその下のＩｎＧａＡｓＰ層を略垂直方向からエッチングすることにより、マスクの厚み分布がＩｎＧａＡｓＰ層に反映されて、図４及び図５に例示したような集光曲面を形成することができる。
【００６２】
以上、具体例を参照しつつ本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの具体例に限定されるものではない。
【００６３】
例えば、本発明の半導体装置における各要素の材料や導電型、不純物、厚み、形状、配置関係などについては、当業者が適宜設計変更したものも、本発明の要旨を含む限り、本発明の範囲に包含される。
【００６４】
さらに具体的には、例えば、本発明の半導体受光素子は、ＩｎＰ系材料に限定されず、その他、ＧａＡｓ系などの各種化合物半導体、シリコン（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）などのいずれを用いても同様に形成可能である。
【００６５】
また、その構造についても、いわゆるｐｉｎ型のフォトダイオードには限定されず、アバランシェ・フォトダイオードの構造を採用してもよい。
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、絶縁性基板の上に形成した半導体受光素子において、絶縁性基板に貫通孔を設け、この貫通孔を介して裏面側に電極をとることにより、寄生容量と寄生抵抗が小さく、受光感度の面内分布が均一で、量子効率も改善された半導体受光素子を提供することが可能となり、産業上のメリットは多大である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態にかかる半導体受光素子の要部を表す模式図である。
【図２】本発明の第１実施形態の変形例を表す模式図である。
【図３】本発明の第２実施形態の半導体受光素子を表す模式図である。
【図４】本発明の第３実施形態の半導体受光素子を表す模式図である。
【図５】受光部よりも大きな集光曲面を形成した変形例を表す模式断面図である。
【図６】本発明者が本発明に至る過程で検討した光半導体素子を表す一部断面斜視図である。
【符号の説明】
１  絶縁性基板
２  バッファ層
３  光吸収層
４  窓層
５  ｐ型領域
６  反射防止膜
７  ｐ側電極
８  ｐ側ボンディング・パッド
１０  保護膜
１１  エッチストップ層
１２  貫通孔
１３  ｎ側電極
１４  ｐ型ＩｎＧａＡｓ層
１５  ｐ型ＩｎＰ層
１６  反射面
１０１  基板
１０２  バッファ層
１０３  光吸収層
１０４  窓層
１０５  ｐ型領域
１０６  反射防止膜
１０７  ｐ側電極
１０８  ｐ側ボンディング・パッド
１０９  ｎ側ボンディング・パッド
１１０  表面保護膜
【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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