(57)【要約】【課題】素子容量が小さく、従来に比べてより一層の高速化が可能な半導体受光素子及びその製造方法を提供することである。【解決手段】上面が（１００）面のＩｎＰ基板５１を用意し、このＩｎＰ基板５１の上にクラッド層５２、光導波路層５３及びクラッド層５４からなる光導波路を形成する。その後、クラッド層５２、光導波路層５３及びクラッド層５４を異方性エッチングして傾斜面を形成する。次に、有機金属気相成長法により、傾斜面上にｎ−ＩｎＰ層５６及び光吸収層５７を順次形成した後、同時ドーピング法により、傾斜面上のみにＺｎが優先的に導入されたｐ−ＩｎＰ層５８ａを形成し、同時に平坦面上にＳｉが優先的に導入されたｎ−ＩｎＰ層５８ｂを形成する。【選択図】図５
2007027463.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板と、
前記半導体基板の上に形成され、前記半導体基板の上面に対し傾斜した傾斜面を有する光導波路と、
前記光導波路の前記傾斜面上に形成された受光部とを具備する半導体受光素子において、
前記受光部が、
前記傾斜面上に形成され、前記傾斜面の上側及び下側の前記半導体基板の上面に平行な平坦面の上に延在する第１の一導電型半導体層と、
前記第１の一導電型半導体層上に形成された光吸収層と、
前記傾斜面の上の前記光吸収層の上のみに形成された逆導電型半導体層と、
前記平坦面の上の前記光吸収層の上のみに形成され、前記逆導電型半導体層に連結した第２の一導電型半導体層と
により構成されていることを特徴とする半導体受光素子。
【請求項２】
半導体基板と、
前記半導体基板の上に形成され、前記半導体基板の上面に対し傾斜した傾斜面を有する光導波路と、
前記光導波路の前記傾斜面上に形成された受光部とを具備する半導体受光素子において、
前記受光部が、
前記傾斜面の上側及び下側の前記半導体基板の上面に平行な平坦面の上のみに形成された第１の一導電型半導体層と、
前記傾斜面の上のみに形成されて前記第１の一導電型半導体層に連結した逆導電型半導体層と、
前記第１の一導電型半導体層及び前記逆導電型半導体層の上に形成された光吸収層と、
前記光吸収層の上に形成された第２の一導電型半導体層と
により構成されていることを特徴とする半導体受光素子。
【請求項３】
半導体基板上に光導波路を形成する工程と、
前記光導波路を異方性エッチングして前記半導体基板の上面に対し傾斜した傾斜面を形成する工程と、
前記傾斜面を形成した後、前記半導体基板の上側全面に第１の一導電型半導体層を形成する工程と、
前記第１の一導電型半導体層の上に光吸収層を形成する工程と、
同時ドーピング法により、前記傾斜面の前記第１の一導電型半導体層の上のみに逆導電型半導体層を形成するとともに、前記傾斜面の上側及び下側の前記半導体基板の上面に平行な平坦面の前記第１の一導電型半導体層の上に第２の一導電型半導体層を形成する工程と
を有することを特徴とする半導体受光素子の製造方法。
【請求項４】
半導体基板上に光導波路を形成する工程と、
前記光導波路を異方性エッチングして前記半導体基板の上面に対し傾斜した傾斜面を形成する工程と、
前記傾斜面を形成した後、同時ドーピング法により、前記傾斜面の上側及び下側の前記半導体基板の上面に平行な平坦面の上に第１の一導電型半導体層を形成するとともに、前記傾斜面の上のみに逆導電型半導体層を形成する工程と、
前記第１の一導電型半導体層及び前記逆導電型半導体層の上に光吸収層を形成する工程と、
前記光吸収層の上に第２の一導電型半導体層を形成する工程と
を有することを特徴とする半導体受光素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光信号を電気信号に変換する半導体受光素子に関し、特に受光部と光導波路とを同一基板上に集積したモノリシック構造の半導体受光素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年のインターネットの普及に伴って、高速大容量光通信の要求がより一層高まっている。現在、光通信システムの受信機として、低消費電力化の観点からＲＺ−ＤＰＳＫ（return-to-zero differential phase-shift-keying）方式の受信機が注目されている。ＲＺ−ＤＰＳＫ方式の受信機では、前後の信号の位相を干渉させるために、光カプラー及び光遅延回路等の光回路が必要となる。
【０００３】
現在、例えば図１に示すように、受光部１１と光導波路を含む光回路１２とを個別に製造し、それらを光結合した受信機が使用されている。しかしながら、そのような構造の受信機では装置のサイズが大きくなるという欠点がある。このような欠点を解消するために、受光部と光導波路を含む光回路とを１つの半導体基板上にモノリシック集積化することが提案されている。
【０００４】
この場合、ＲＺ−ＤＰＳＫ方式の受信機では、受光部及び光回路に偏波無依存性が要求される。偏波無依存の光導波路としてdiluted ＭＱＷ（multiquantum-well ）光導波路がある。このdiluted ＭＱＷ光導波路で光演算された光を偏波無依存のままの状態で受光部に入力し、電気信号に変換することが望まれる。そのためには、偏波依存性が少ない光導波路と受光部とを集積化することが必要である。
【０００５】
一方、光加入者用受光素子として、基板に傾斜面を形成し、その傾斜面上に受光部（ＰＩＮフォトダイオード）を配置した半導体受光素子が提案されている。この種の半導体受光素子では、受光部と光導波路とを同一平面上に配置することが可能であるため、半導体受光素子の小型化が容易であるという利点がある。
【０００６】
図２は、特許文献１（特開昭６３−１４４７０号公報）に記載された従来の半導体受光素子を示す断面図である。この特許文献１では、ＩｎＰ基板２１上にＩｎＧａＡｓＰ光導波路層２２を形成した後、傾斜面を形成する。次に、全面にｎ−ＩｎＰクラッド層２３、ＩｎＧａＡｓ光吸収層２４及びｎ−ＩｎＰクラッド層２５を順番に形成した後、ｎ−ＩｎＰクラッド層２５にｐ型不純物を導入し、そのｐ型不純物を拡散させてｐ型不純物領域２６を形成する。次いで、ｐ型不純物領域２６に接続するｐ電極２７ａと、ｎ−ＩｎＰクラッド層２３に接続するｎ電極２７ｂとを形成する。
【０００７】
図３は特許文献２（特開２００３−１５２２１６号公報）に記載された従来の半導体受光素子を示す断面図である。この特許文献２では、上面が（１００）面の半絶縁性ＩｎＰ基板３１をウェットエッチングして傾斜面（（２１１）Ａ面）を形成した後、有機金属気相成長（ＭＯＶＰＥ）法によりｎ−ＩｎＧａＡｓＰクラッド層３２、ｉ−ＩｎＧａＡｓ光吸収層３３、ｐ−ＩｎＰクラッド層３４及びｐ+ −ＩｎＧａＡｓコンタクト層３５を順番に形成する。その後、フォトリソグラフィ法により、これらのｎ−ＩｎＧａＡｓＰクラッド層３２、ｉ−ＩｎＧａＡｓ光吸収層３３、ｐ−ＩｎＰクラッド層３４及びｐ+ −ＩｎＧａＡｓコンタクト層３５をそれぞれ所定の形状にパターニングする。次いで、ｎ−ＩｎＧａＡｓＰクラッド層３２に接続するｎ電極３７ａと、ｐ+ −ＩｎＧａＡｓコンタクト層２５に接続するｐ電極３７ｂとを形成する。
【０００８】
図２，図３に示す構造では、受光部と電子デバイスとを同一基板上に形成することが可能であり、小型の半導体受光素子を比較的容易に製造することができる。
【特許文献１】特開昭６３−１４４７０号公報
【特許文献２】特開２００３−１５２２１６号公報
【特許文献３】特開平７−２０２３１５号公報
【非特許文献１】R. Bhat et al., “Orientation dependence of S,Zn,Si,Te, and Sn doping in OMCVD growth of InP and GaAs ”, Journal of Crystal Growth 107(1991)772-778 North-Holland
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ブロードバンド通信の普及に伴い、次世代の高速大容量光通信システムに使用するために４０ＧＨｚ以上の高速伝送が可能な受光素子が要求されている。このような受光素子を実現するためには、光吸収層の厚さを薄くしてキャリア走行時間を短縮するとともに、素子容量を小さくすることが重要である。しかしながら、図２，図３に示す構造の半導体受光素子では、４０ＧＨｚ以上の高速伝送に対応することが困難である。
【００１０】
図２に示す特許文献１の半導体受光素子では、ＩｎＰ基板２１の傾斜面上にｎ−ＩｎＰクラッド層２３、ＩｎＧａＡｓ光吸収層２４及びｎ−ＩｎＰクラッド層２５を形成した後、ｎ−ＩｎＰクラッド層２５にｐ型不純物をイオン注入し、その不純物を拡散させてｐ型不純物領域２６を形成している。このような製造プロセスではｐ型不純物領域２６を微細化することが困難であり、素子容量が大きくなってしまう。
【００１１】
図３に示す特許文献２の半導体受光素子では、半絶縁性ＩｎＰ基板３１の上に、ｎ−ＩｎＧａＡｓＰクラッド層３２、ｉ−ＩｎＧａＡｓ光吸収層３３及びｐ−ＩｎＰクラッド層３４をそれぞれ結晶成長法（気相成長法）により形成している。このため、受光領域を小さくすることができて、図２に示す半導体受光素子よりも高速化が容易である。しかしながら、この半導体受光素子では、傾斜面の上側及び下側の平坦面にもｎ−ＩｎＧａＡｓＰクラッド層３２、ｉ−ＩｎＧａＡｓ光吸収層３３及びｐ−ＩｎＰクラッド層３４がそれぞれ形成されており、この部分で容量が構成される。この容量のために、より一層の高速化が阻害されている。
【００１２】
なお、特許文献２には、図４に示すように、平坦面の上のｎ−ＩｎＧａＡｓＰクラッド層３２、ｉ−ＩｎＧａＡｓ光吸収層３３及びｐ−ＩｎＰクラッド層３４をエッチングして素子容量を低減することにより、より一層の高速化が可能であることが記載されている。しかし、この受光素子を形成するためには、傾斜面のコンタクト層３５の上にフォトレジスト膜を形成し、そのフォトレジスト膜をマスクとして平坦面の上のｎ−ＩｎＧａＡｓＰクラッド層３２、ｉ−ＩｎＧａＡｓ光吸収層３３及びｐ−ＩｎＰクラッド層３４をエッチングする必要がある。このフォトリソグラフィ工程では、歩留まりを考慮すると少なくとも片側２μｍ程度のマージンが必要である。このため、素子を微細化した場合に、図４のように平坦面の上のｎ−ＩｎＧａＡｓＰクラッド層３２、ｉ−ＩｎＧａＡｓ光吸収層３３及びｐ−ＩｎＰクラッド層３４を完全に除去することは極めて困難である。
【００１３】
以上から、本発明の目的は、素子容量が小さく、従来に比べてより一層の高速化が可能な半導体受光素子及びその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記した課題は、半導体基板と、前記半導体基板の上に形成され、前記半導体基板の上面に対し傾斜した傾斜面を有する光導波路と、前記光導波路の前記傾斜面上に形成された受光部とを具備する半導体受光素子において、前記受光部が、前記傾斜面上に形成され、前記傾斜面の上側及び下側の前記半導体基板の上面に平行な平坦面の上に延在する第１の一導電型半導体層と、前記第１の一導電型半導体層上に形成された光吸収層と、前記傾斜面の上の前記光吸収層の上のみに形成された逆導電型半導体層と、前記平坦面の上の前記光吸収層の上のみに形成され、前記逆導電型半導体層に連結した第２の一導電型半導体層とにより構成されていることを特徴とする半導体受光素子により解決する。
【００１５】
上記した課題は、半導体基板と、前記半導体基板の上に形成され、前記半導体基板の上面に対し傾斜した傾斜面を有する光導波路と、前記光導波路の前記傾斜面上に形成された受光部とを具備する半導体受光素子において、前記受光部が、前記傾斜面の上側及び下側の前記半導体基板の上面に平行な平坦面の上のみに形成された第１の一導電型半導体層と、前記傾斜面の上のみに形成されて前記第１の一導電型半導体層に連結した逆導電型半導体層と、前記第１の一導電型半導体層及び前記逆導電型半導体層の上に形成された光吸収層と、前記光吸収層の上に形成された第２の一導電型半導体層とにより構成されていることを特徴とする半導体受光素子により解決する。
【００１６】
上記した課題は、半導体基板上に光導波路を形成する工程と、前記光導波路を異方性エッチングして前記半導体基板の上面に対し傾斜した傾斜面を形成する工程と、前記傾斜面を形成した後、前記半導体基板の上側全面に第１の一導電型半導体層を形成する工程と、前記第１の一導電型半導体層の上に光吸収層を形成する工程と、同時ドーピング法により、前記傾斜面の前記第１の一導電型半導体層の上のみに逆導電型半導体層を形成するとともに、前記傾斜面の上側及び下側の前記半導体基板の上面に平行な平坦面の前記第１の一導電型半導体層の上に第２の一導電型半導体層を形成する工程とを有することを特徴とする半導体受光素子の製造方法により解決する。
【００１７】
上記した課題は、半導体基板上に光導波路を形成する工程と、前記光導波路を異方性エッチングして前記半導体基板の上面に対し傾斜した傾斜面を形成する工程と、前記傾斜面を形成した後、同時ドーピング法により、前記傾斜面の上側及び下側の前記半導体基板の上面に平行な平坦面の上に第１の一導電型半導体層を形成するとともに、前記傾斜面の上のみに逆導電型半導体層を形成する工程と、前記第１の一導電型半導体層及び前記逆導電型半導体層の上に光吸収層を形成する工程と、前記光吸収層の上に第２の一導電型半導体層を形成する工程とを有することを特徴とする半導体受光素子の製造方法により解決する。
【００１８】
有機金属気相成長法で半導体層を形成するときに、下地面の面方位により不純物（ドーパント）の導入量が異なり、この性質を利用するとｐ型半導体層とｎ型半導体層とを同時に形成できることが知られている（例えば、特許文献３（特開平７−２０２３１５号公報）及び非特許文献１（R. Bhat et al., “Orientation dependence of S,Zn,Si,Te, and Sn doping in OMCVD growth of InP and GaAs ”, Journal of Crystal Growth 107(1991)772-778 North-Holland）等）。この技術は同時ドーピングと呼ばれている。本発明では、この技術を利用して傾斜面の上のみに逆導電型（ｐ型又はｎ型）半導体層を形成し、傾斜面の上側及び下側の平坦面（半導体基板の上面に平行な面）の上に、逆導電型半導体層に連結した一導電型（ｎ型又はｐ型）半導体層を形成する。これにより、受光部の素子容量を小さくすることができて、従来に比べてより一層の高速化が可能になる。
【００１９】
なお、本発明において傾斜面とは、半導体基板の上面に垂直な面を含むものとする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態について、添付の図面を参照して説明する。
【００２１】
（第１の実施形態）
図５は本発明の第１の実施形態の半導体受光素子を示す断面図、図６は同じくその斜視図である。但し、図５では、図６に示したｐ電極５９ａ及びｎ電極５９ｂの図示を省略している。
【００２２】
半絶縁性ＩｎＰ基板５１の上には、ＩｎＰクラッド層５２、ＩｎＧａＡｓＰ光導波路層（コア層）５３及びＩｎＰクラッド層５４が積層され、光導波路を構成している。これらのＩｎＰクラッド層５２、ＩｎＧａＡｓＰ光導波路層５３及びＩｎＰクラッド層５４の積層体には、ＩｎＰクラッド層５４の上面からＩｎＰ基板５１まで連続する傾斜面が設けられている。
【００２３】
この傾斜面の上にはｎ−ＩｎＰ層５６、ＩｎＧａＡｓ光吸収層５７及びｐ−ＩｎＰ層５８ａが積層されている。ｎ−ＩｎＰ層５６及びＩｎＧａＡｓ光吸収層５７は傾斜面の上側及び下側の平坦面（半絶縁性ＩｎＰ基板５１の上面に平行な面）の上にも延在しているが、ｐ−ＩｎＰ層５８ａは傾斜面の上のみに形成されている。そして、平坦面の上のＩｎＧａＡｓ光吸収層５７の上には、ｎ−ＩｎＰ層５８ｂがｐ−ＩｎＰ層５８ａに連結して形成されている。
【００２４】
図６に示すように、ｐ電極５９ａは傾斜面上のｐ−ＩｎＰ層５８ａの上に形成されている。また、ｎ電極５９ｂは、傾斜面上のｐ−ＩｎＰ層５８ａ及びＩｎＧａＡｓ光吸収層５７の一部をエッチングしてｎ−ＩｎＰ層５６を露出させ、その露出したｎ−ＩｎＰ層５６の上に形成されている。
【００２５】
このように構成された本実施形態の半導体受光素子において、基板５１の端面から光導波路層５３に入射した光は、ｎ−ＩｎＰ層５６、ＩｎＧａＡｓ光吸収層５７及びｐ−ＩｎＰ層５８ａにより構成される受光部で電気信号に変換され、ｐ電極５９ａ及びｎ電極５９ｂから電気信号が出力される。
【００２６】
本実施形態の半導体受光素子は、ｐ−ＩｎＰ層５８ａが傾斜面上にしかないため、図３に示す従来の半導体受光素子に比べて素子容量が小さい。このため、本実施形態の半導体受光素子は、図３に示す従来の半導体受光素子に比べてより一層の高速化が可能である。
【００２７】
図７，図８は、本実施形態の半導体受光素子の製造方法を示す断面図である。これらの図を参照して、本実施形態の半導体受光素子の製造方法について説明する。
【００２８】
まず、図７（ａ）に示すように、上面が（１００）面の半絶縁性ＩｎＰ基板５１を用意する。そして、この半絶縁性ＩｎＰ基板５１の上に、有機金属気相成長（ＭＯＶＰＥ）法により、ＩｎＰクラッド層５２、ＩｎＧａＡｓＰ光導波路層５３及びＩｎＰクラッド層５４を順番に形成する。ＩｎＰクラッド層５２の厚さは例えば４μｍ、ＩｎＰ層に薄膜ＩｎＧａＡｓＰが挿入されたdiluted ＭＱＷ光導波路層５３の厚さは例えば１μｍ、ＩｎＰクラッド層５４の厚さは例えば４μｍとする。
【００２９】
次に、図７（ｂ）に示すように、ＩｎＰクラッド層５４の上にフォトレジスト膜５５を形成し、所定の露光マスクを介してフォトレジスト膜５５を露光した後、現像処理を施す。その後、残存するレジスト膜５５をエッチングマスクとして、塩素系エッチング液でＩｎＰクラッド層５４、ＩｎＧａＡｓＰ光導波路層５３及びＩｎＰクラッド層５２を異方性エッチングする。この異方性エッチングにより、図７（ｂ）に示すように、ＩｎＰクラッド層５４の上面から基板５１まで連続する傾斜面が形成される。この傾斜面は（１１１）面である。その後、レジスト膜５５を除去する。
【００３０】
次に、図７（ｃ）に示すように、有機金属気相成長法により、基板５１の上側全面にｎ−ＩｎＰ層５６を例えば２μｍの厚さに形成し、その上にＩｎＧａＡｓ光吸収層５７を約０．７μｍの厚さに形成する。その後、Ｚｎ（亜鉛）及びＳｉ（シリコン）の同時ドーピングを行ってｐ型ＩｎＰ層（ｐ−ＩｎＰ層５８ａ）及びｎ型ＩｎＰ層（ｎ−ＩｎＰ層５８ｂ）を同時に形成する。このとき、ｐ型不純物を含むガスとしてジメチルジンク（（ＣＨ3 ）2 Ｚｎ）又はジエチルジンク（（Ｃ2 Ｈ5 ）2 Ｚｎ）を使用し、ｎ型不純物を含むガスとしてシラン（ＳｉＨ4 ）又はジシラン（Ｓｉ2 Ｈ6 ）を使用する。この同時ドーピングでは、傾斜面上にＺｎが優先的に導入されたｐ−ＩｎＰ層５８ａが形成され、平坦面上にＳｉが優先的に導入されたｎ−ＩｎＰ層５８ｂが形成される。
【００３１】
次に、図８（ａ）に示すように、ｐ−ＩｎＰ層５８ａの上にｐ電極５９ａを形成する。このｐ電極５９ａは、フォトレジストを用いたリフトオフ法により、Ｐｔ／Ｔｉ積層膜をパターニングし、その後熱処理することにより形成される。
【００３２】
次に、図８（ｂ）に示すように、受光部となる領域の上にフォトレジスト膜（図示せず）を形成し、そのフォトレジスト膜をエッチングマスクとしてｎ−ＩｎＰ層５６ｂ及びＩｎＧａＡｓ光吸収層５７をエッチングし、ｎ−ＩｎＰ層５４の一部を露出させる。そして、露出したｎ−ＩｎＰ層５４の上に、ｎ電極５９ｂを形成する。このｎ電極５９ｂは、フォトレジストを用いたリフトオフ法により、Ａｕ／ＡｕＧｅ積層膜をパターニングし、その後熱処理することにより形成される。
【００３３】
次いで、図８（ｃ）に示すように、受光部及び電極部分の上にフォトレジスト膜（図示せず）を形成し、そのフォトレジスト膜をエッチングマスクとしてｎ−ＩｎＰ層５６をエッチングする。その後、フォトレジスト膜を除去する。これにより、本実施形態の半導体受光素子が完成する。
【００３４】
本実施形態では、Ｚｎ及びＳｉをドーパントとする同時ドーピング法により傾斜面上のみにｐ−ＩｎＰ層５８ａを形成するので、素子容量が小さく、高速伝送が可能な半導体受光素子を比較的容易に形成することができる。
【００３５】
以下、本実施形態の半導体受光素子の遮断周波数をシミュレーション計算した結果について、比較例と比較して説明する。
【００３６】
図５，図６に示す本実施形態の半導体受光素子において、光吸収層５７の厚さを０．７μｍ、受光部の幅を６μｍ、傾斜面の長さ（すなわち、受光部の長さ）を８μｍとして遮断周波数を計算した。但し、量子効率は７０％とした。その結果、本実施形態の半導体受光素子の遮断周波数は４６．６ＧＨｚであった。
【００３７】
一方、ｎ−ＩｎＰ層５８ｂがなく、ｐ−ＩｎＰ層５８ａが傾斜面の上側及び下側の平坦面上に２μｍの長さで延在している以外は上記実施形態と同様の構成の半導体受光素子を比較例とし、この比較例の半導体受光素子の遮断周波数を計算した。その結果、比較例の半導体受光素子の遮断周波数は３３．４ＧＨｚであった。
【００３８】
これらの結果から、本実施形態の半導体受光素子は、比較例の半導体受光素子に比べて遮断周波数が約２８％高く、４０ＧＨｚ以上の高速動作が可能であることが確認された。
【００３９】
図９は、第１の実施形態の変形例の半導体受光素子を示す斜視図である。この変形例の半導体受光素子では、光導波路を、幅が４μｍのリッジ型に形成している。但し、ｎ−ＩｎＰ層５６、ＩｎＧａＡｓ光吸収層５７及びｐ−ＩｎＰ層５８ａにより構成される受光部の幅は、光導波路の幅よりも大きくなっている。
【００４０】
（第２の実施形態）
図１０は本発明の第２の実施形態の半導体受光素子を示す断面図、図１１は同じくその斜視図である。この図１０，図１１において、図５，図６と同一物には同一符号を付している。
【００４１】
本実施形態においても、半絶縁性ＩｎＰ基板５１の上にＩｎＰクラッド層５２、ＩｎＧａＡｓＰ光導波路層（コア層）５３及びＩｎＰクラッド層５４が積層され、光導波路を構成している。これらのＩｎＰクラッド層５２、ＩｎＧａＡｓＰ光導波路層５３及びＩｎＰクラッド層５４の積層体には、ＩｎＰクラッド層５４の上面からＩｎＰ基板５１まで連続する傾斜面が設けられている。
【００４２】
この傾斜面の上には、ｐ−ＩｎＰ層６１ａが形成されている。また、傾斜面の上側及び下側の平坦面（半絶縁性ＩｎＰ基板５１の上面に平行な面）の上には、ｐ−ＩｎＰ層６１ａに隣接してｎ−ＩｎＰ層６１ｂが形成されている。これらのｐ−ＩｎＰ層６１ａ及びｎ−ＩｎＰ層６１ｂの上にはＩｎＧａＡｓ光吸収層６２が形成されており、ＩｎＧａＡｓ光吸収層６２の上にはｎ−ＩｎＰ層６３が形成されている。
【００４３】
図１１に示すように、ｎ電極６５ａは傾斜面上のｎ−ＩｎＰ層６３の上に形成されている。また、ｐ電極６５ｂは、傾斜面上のｎ−ＩｎＰ層６３及びＩｎＧａＡｓ光吸収層６２の一部をエッチングしてｐ−ＩｎＰ層６１ａを露出させ、その露出したｐ−ＩｎＰ層６１ａの上に形成されている。
【００４４】
本実施形態においても、第１の実施形態と同様に、ｐ−ＩｎＰ層６１ａが傾斜面上にしかないため、素子容量が小さい。これにより、４０ＧＨｚ以上の高速動作に対応することが可能である。
【００４５】
以下、本実施形態の半導体受光素子の製造方法を説明する。
【００４６】
まず、第１の実施形態と同様にして、上面が（１００）面の半絶縁性ＩｎＰ基板５１の上にＩｎＰクラッド層５２、ＩｎＧａＡｓＰ光導波路層５３及びＩｎＰクラッド層５４を形成し、これらのＩｎＰクラッド層５２、ＩｎＧａＡｓＰ光導波路層５３及びＩｎＰクラッド層５４を異方性エッチングして傾斜面を形成する。この傾斜面は（１１１）Ａ面である。
【００４７】
次に、Ｚｎ及びＳｉの同時ドーピングを行って、傾斜面上にＺｎが優先的に導入されたｐ−ＩｎＰ層６１ａを形成するとともに、傾斜面の上側及び下側の平坦面上にＳｉが優先的に導入されたｎ−ＩｎＰ層６１ｂを形成する。その後、有機金属気相成長法により、基板５１の上側全面にＩｎＧａＡｓ光吸収層６２を形成し、更にその上にｎ−ＩｎＰ層６３を形成する。
【００４８】
次に、ｎ−ＩｎＰ層６３の上にｎ電極６５ａを形成する。その後、受光部となる領域の上にフォトレジスト膜を形成し、そのフォトレジスト膜をエッチングマスクとしてｎ−ＩｎＰ層６３及びＩｎＧａＡｓ光吸収層６２をエッチングして、ｐ−ＩｎＰ層６１ａの一部を露出させる。そして、露出したｐ−ＩｎＰ層６１ａの上にｐ電極６５ｂを形成する。その後フォトレジスト膜を除去する。
【００４９】
次いで、受光部及び電極部分の上にフォトレジスト膜を形成し、そのフォトレジスト膜をエッチングマスクとしてｐ−ＩｎＰ層６１ａ及びｎ−ＩｎＰ層６１ｂをエッチングする。このようにして、本実施形態の半導体受光素子が完成する。
【００５０】
本実施形態においても、第１の実施形態の変形例と同様に、光導波路の幅を受光部の幅よりも狭く形成してもよい。
【００５１】
なお、上述した第１及び第２の実施形態ではいずれも半導体基板（半絶縁性ＩｎＰ基板）の上面が（１００）面であり、傾斜面が（１１１）Ａ面である場合について説明したが、本発明において半導体基板の上面の面方位及び傾斜面の面方位が上記のものに限定されるものでないことは勿論である。半導体基板の上面の面方位及び傾斜面の面方位は、平坦面と傾斜面とに導電型が異なる２種類の半導体層を同時ドーピング法により形成できるものであればよい。
【００５２】
以下、本発明の諸態様を、付記としてまとめて記載する。
【００５３】
（付記１）半導体基板と、
前記半導体基板の上に形成され、前記半導体基板の上面に対し傾斜した傾斜面を有する光導波路と、
前記光導波路の前記傾斜面上に形成された受光部とを具備する半導体受光素子において、
前記受光部が、
前記傾斜面上に形成され、前記傾斜面の上側及び下側の前記半導体基板の上面に平行な平坦面の上に延在する第１の一導電型半導体層と、
前記第１の一導電型半導体層上に形成された光吸収層と、
前記傾斜面の上の前記光吸収層の上のみに形成された逆導電型半導体層と、
前記平坦面の上の前記光吸収層の上のみに形成され、前記逆導電型半導体層に連結した第２の一導電型半導体層と
により構成されていることを特徴とする半導体受光素子。
【００５４】
（付記２）前記光導波路の幅が、前記受光部の幅よりも狭いことを特徴とする付記１に記載の半導体受光素子。
【００５５】
（付記３）半導体基板と、
前記半導体基板の上に形成され、前記半導体基板の上面に対し傾斜した傾斜面を有する光導波路と、
前記光導波路の前記傾斜面上に形成された受光部とを具備する半導体受光素子において、
前記受光部が、
前記傾斜面の上側及び下側の前記半導体基板の上面に平行な平坦面の上のみに形成された第１の一導電型半導体層と、
前記傾斜面の上のみに形成されて前記第１の一導電型半導体層に連結した逆導電型半導体層と、
前記第１の一導電型半導体層及び前記逆導電型半導体層の上に形成された光吸収層と、
前記光吸収層の上に形成された第２の一導電型半導体層と
により構成されていることを特徴とする半導体受光素子。
【００５６】
（付記４）前記光導波路の幅が、前記受光部の幅よりも狭いことを特徴とする付記３に記載の半導体受光素子。
【００５７】
（付記５）半導体基板上に光導波路を形成する工程と、
前記光導波路を異方性エッチングして前記半導体基板の上面に対し傾斜した傾斜面を形成する工程と、
前記傾斜面を形成した後、前記半導体基板の上側全面に第１の一導電型半導体層を形成する工程と、
前記第１の一導電型半導体層の上に光吸収層を形成する工程と、
同時ドーピング法により、前記傾斜面の前記第１の一導電型半導体層の上のみに逆導電型半導体層を形成するとともに、前記傾斜面の上側及び下側の前記半導体基板の上面に平行な平坦面の前記第１の一導電型半導体層の上に第２の一導電型半導体層を形成する工程と
を有することを特徴とする半導体受光素子の製造方法。
【００５８】
（付記６）前記半導体基板の上面が（１００）面であり、前記傾斜面が（１１１）Ａ面であることを特徴とする付記５に記載の半導体受光素子の製造方法。
【００５９】
（付記７）前記第１の第１導電型半導体層及び前記光吸収層をいずれも有機金属気相成長法により形成することを特徴とする付記５に記載の半導体受光素子の製造方法。
【００６０】
（付記８）前記同時ドーピングでは、Ｚｎ及びＳｉをドーパントとして前記逆導電型半導体層及び前記第２の一導電型半導体層を形成することを特徴とする付記５に記載の半導体受光素子の製造方法。
【００６１】
（付記９）半導体基板上に光導波路を形成する工程と、
前記光導波路を異方性エッチングして前記半導体基板の上面に対し傾斜した傾斜面を形成する工程と、
前記傾斜面を形成した後、同時ドーピング法により、前記傾斜面の上側及び下側の前記半導体基板の上面に平行な平坦面の上に第１の一導電型半導体層を形成するとともに、前記傾斜面の上のみに逆導電型半導体層を形成する工程と、
前記第１の一導電型半導体層及び前記逆導電型半導体層の上に光吸収層を形成する工程と、
前記光吸収層の上に第２の一導電型半導体層を形成する工程と
を有することを特徴とする半導体受光素子の製造方法。
【００６２】
（付記１０）前記半導体基板の上面が（１００）面であり、前記傾斜面が（１１１）Ａ面であることを特徴とする付記９に記載の半導体受光素子の製造方法。
【００６３】
（付記１１）前記光吸収層及び前記第２の第１導電型半導体層をいずれも有機金属気相成長法により形成することを特徴とする付記９に記載の半導体受光素子の製造方法。
【００６４】
（付記１２）前記同時ドーピングでは、Ｚｎ及びＳｉをドーパントとして前記逆導電型半導体層及び前記第２の一導電型半導体層を形成することを特徴とする付記９に記載の半導体受光素子の製造方法。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】図１は、従来の半導体受光素子（その１）を示す斜視図である。
【図２】図２は、従来の半導体受光素子（その２）を示す断面図である。
【図３】図３は、従来の半導体受光素子（その３）を示す断面図である。
【図４】図４は、従来の半導体受光素子（その４）を示す断面図である。
【図５】図５は、本発明の第１の実施形態の半導体受光素子を示す断面図である。
【図６】図６は、第１の実施形態の半導体受光素子の斜視図である。
【図７】図７は、第１の実施形態の半導体装置の製造方法を示す断面図（その１）である。
【図８】図８は、第１の実施形態の半導体装置の製造方法を示す断面図（その２）である。
【図９】図９は、第１の実施形態の変形例の半導体受光素子を示す斜視図である。
【図１０】図１０は、本発明の第２の実施形態の半導体受光素子を示す断面図である。
【図１１】図１１は、第２の実施形態の半導体受光素子の斜視図である。
【符号の説明】
【００６６】
１１…受光部、
１２…光回路、
２１，３１，５１…半絶縁性ＩｎＰ基板、
２２，５３…導波路層、
２３，２５，３２，３４，５２，５４…クラッド層、
２４，３３，５７，６２…光吸収層、
２６…ｐ型不純物領域、
５６，５８ｂ，６１ｂ，６３…ｎ−ＩｎＰ層、
５８ａ，６１ａ…ｐ−ＩｎＰ層。
【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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