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公開番号2025098792
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-02
出願番号2023215163
出願日2023-12-20
発明の名称半導体受光素子、及び、光学装置
出願人浜松ホトニクス株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類H10F 77/00 20250101AFI20250625BHJP()
要約【課題】感度の向上可能な半導体受光素子、及び光学装置を提供する。
【解決手段】半導体受光素子1は、基板10と、基板10の表面10aに設けられた半導体メサMと、基板10の裏面10r側に設けられたレンズRLと、を備える。半導体メサMは、裏面10r側からレンズRLを介して光Lの入射を受ける受光部30と、光Lを吸収する光吸収層24と、を有する。基板10の表面10aに交差する第1方向D1からみて、受光部30の中心は、レンズRLの中心に対して第1方向D1に交差する第2方向D2に沿ってオフセットしており、第1方向D1からみたとき、第2方向D2に沿ったレンズRLの中心から受光部30の中心までの距離OAは、第2方向D2に沿った受光部30の中心から当該受光部30の端部までの距離O1よりも大きい。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
第１面、及び前記第１面の反対側の第２面を含む基板と、
前記第１面に設けられた半導体メサと、
前記第２面に設けられたレンズと、
前記第１面側に設けられ、前記半導体メサに接続された第１電極及び第２電極と、
を備え、
前記半導体メサは、
前記第２面側から前記レンズを介して光の入射を受ける受光部と、
少なくとも一部が前記受光部に含まれ、前記光を吸収する光吸収層と、
を有し、
前記第１電極は、前記半導体メサにおける第１導電型の領域に接続されており、
前記第２電極は、前記半導体メサにおける前記第１導電型と異なる第２導電型の領域に接続されており、
前記基板の前記第１面に交差する第１方向からみて、前記受光部の中心は、前記レンズの中心に対して第１方向に交差する第２方向に沿ってオフセットしており、
前記第１方向からみたとき、前記第２方向に沿った前記レンズの中心から前記受光部の中心までの距離は、前記第２方向に沿った前記受光部の中心から当該受光部の端部までの距離よりも大きい、
半導体受光素子。
続きを表示（約 930 文字）【請求項２】
前記第１面に突設された突出部を備え、
前記第１電極又は前記第２電極は、前記半導体メサとの接続領域から、前記突出部の前記第１面と反対側の頂面に至るように延在している、
請求項１に記載の半導体受光素子。
【請求項３】
前記突出部は、第１突出部及び第２突出部を含み、
前記第１電極は、前記半導体メサとの接続領域から、前記第１突出部の前記第１面と反対側の第１頂面上に至るように延在しており、
前記第２電極は、前記半導体メサとの接続領域から、前記第２突出部の前記第１面と反対側の第２頂面上に至るように延在している、
請求項２に記載の半導体受光素子。
【請求項４】
前記突出部は、半導体の積層体からなる、
請求項２に記載の半導体受光素子。
【請求項５】
前記第１方向からみたとき、前記第２方向に沿った前記レンズの中心から前記受光部の中心までの距離は、前記第２方向に沿った前記光吸収層の中心から前記光吸収層の端部までの距離よりも大きい、
請求項１に記載の半導体受光素子。
【請求項６】
前記第１方向からみて、前記光吸収層の少なくとも一部はレンズと重なっている、
請求項１に記載の半導体受光素子。
【請求項７】
前記第１方向からみて、前記光吸収層の全体が前記レンズと重なっている、
請求項１に記載の半導体受光素子。
【請求項８】
前記第１電極及び前記第２電極は、それぞれ、外部装置との接続端子となる端子領域を有しており、
前記第１方向からみて、前記端子領域は前記レンズと重なっていない、
請求項１に記載の半導体受光素子。
【請求項９】
前記第１方向からみて、前記突出部は、前記レンズと重なっていない、
請求項２に記載の半導体受光素子。
【請求項１０】
前記基板には、前記第１面側に窪む凹部が形成されており、
前記第２面は、前記凹部の底面である、
請求項１に記載の半導体受光素子。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体受光素子、及び、光学装置に関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、半導体受光素子が記載されている。この半導体受光素子は、ｎ型半導体基板、レンズ、メサ状の受光領域、ｐ型電極、及び、ｎ型電極を備えている。受光領域は、ｎ型半導体基板の光入射側と反対側の面上に形成されており、光吸収層を含む。レンズは、ｎ型半導体基板の光入射側の面上に設けられている。レンズは、受光領域のメサの直上に位置するように配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１１－１２４４５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、上記技術分野にあっては、例えば５０ＧＨｚを超えるような動作速度のさらなる高速化が望まれている。この場合、応答性の向上のために光吸収層の薄化を図ることが望ましい。しかし、光吸収層を薄化すると感度の低下が問題となり得る。
【０００５】
そこで、本発明は、感度の向上可能な半導体受光素子、及び光学装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る半導体受光素子は、［１］「第１面、及び前記第１面の反対側の第２面を含む基板と、前記第１面に設けられた半導体メサと、前記第２面に設けられたレンズと、前記第１面側に設けられ、前記半導体メサに接続された第１電極及び第２電極と、を備え、前記半導体メサは、前記第２面側から前記レンズを介して光の入射を受ける受光部と、少なくとも一部が前記受光部に含まれ、前記光を吸収する光吸収層と、を有し、前記第１電極は、前記半導体メサにおける第１導電型の領域に接続されており、前記第２電極は、前記半導体メサにおける前記第１導電型と異なる第２導電型の領域に接続されており、前記基板の前記第１面に交差する第１方向からみて、前記受光部の中心は、前記レンズの中心に対して第１方向に交差する第２方向に沿ってオフセットしており、前記第１方向からみたとき、前記第２方向に沿った前記レンズの中心から前記受光部の中心までの距離は、前記第２方向に沿った前記受光部の中心から当該受光部の端部までの距離よりも大きい、半導体受光素子」である。
【０００７】
この半導体受光素子では、基板の第１面に受光部及び光吸収層を含む半導体メサが設けられており、基板の第１面の反対側の第２面にレンズが設けられている。受光部は、基板の第２面側からレンズを介して入射した光を受光する。そして、基板の第１面に交差する第１方向からみて、受光部の中心は、レンズの中心に対して第１方向に交差する第２方向に沿ってオフセットしている。このため、受光部及び光吸収層には、レンズのオフセット量（中心間の距離）に応じて斜めに光が入射することとなり、光吸収層の厚さ以上に光路長を確保することができる。特に、第１方向からみたとき、レンズのオフセット量は、受光部の中心から当該受光部の端部までの距離よりも大きくされている。よって、光吸収層における光路長をより長く確保することができ、感度を向上可能である。
【０００８】
本発明に係る半導体受光素子は、［２］「前記第１面に突設された突出部を備え、前記第１電極又は前記第２電極は、前記半導体メサとの接続領域から、前記突出部の前記第１面と反対側の頂面に至るように延在している、上記［１］に記載の半導体受光素子」であってもよい。この場合、半導体受光素子を、基板の第１面側を外部装置に向けて配置し、第１電極又は第２電極の突出部の頂面上の領域を、当該外部装置との接続端子として用いることにより、半導体メサを保護しつつ外部装置との接続を行うことがきる。また、第１電極又は第２電極の接続端子に半田バンプ等の接続部材を介在させる場合、突出部の高さの分だけ、当該接続部材の高さを抑えることができる。
【０００９】
本発明に係る半導体受光素子は、［３］「前記突出部は、第１突出部及び第２突出部を含み、前記第１電極は、前記半導体メサとの接続領域から、前記第１突出部の前記第１面と反対側の第１頂面上に至るように延在しており、前記第２電極は、前記半導体メサとの接続領域から、前記第２突出部の前記第１面と反対側の第２頂面上に至るように延在している、上記［２］に記載の半導体受光素子」であってもよい。この場合、半導体受光素子を、基板の第１面側を外部装置に向けて配置し、第１電極及び第２電極の第１突出部及び第２突出部の頂面上の領域を、当該外部装置との接続端子として用いることにより、半導体メサを保護しつつ外部装置との接続を行うことがきる。また、第１電極及び第２電極の接続端子に半田バンプ等の接続部材を介在させる場合、第１突出部及び第２突出部の高さの分だけ、当該接続部材の高さを抑えることができる。
【００１０】
本発明に係る半導体受光素子は、［４］「前記突出部は、半導体の積層体からなる、上記［２］又は［３］に記載の半導体受光素子」であってもよい。この場合、半導体の製造プロセスにより突出部を設けることができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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