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公開番号2025111731
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-30
出願番号2025075297,2021127523
出願日2025-04-30,2021-08-03
発明の名称光検知素子及び受信装置
出願人TDK株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類H10N 50/10 20230101AFI20250723BHJP()
要約【課題】新規な光検知素子及び受信装置を提供する。
【解決手段】この光検知素子は、第1強磁性層と、第2強磁性層と、前記第1強磁性層と前記第2強磁性層とに挟まれたスペーサ層と、を備える磁性素子を備え、光強度変化を有する光信号を含む光が前記第1強磁性層に照射され、前記光信号を前記磁性素子からの出力電圧に基づいて受信し、前記第1強磁性層に前記光が照射されていない状態における前記第1強磁性層の磁化よりも、前記第1強磁性層に前記光が照射された状態における前記第1強磁性層の磁化が小さい。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
第１強磁性層と、第２強磁性層と、前記第１強磁性層と前記第２強磁性層とに挟まれたスペーサ層と、を備える磁性素子を備え、
光強度変化を有する光信号を含む光が前記第１強磁性層に照射され、
前記光信号を前記磁性素子からの出力電圧に基づいて受信し、
前記第１強磁性層に前記光が照射されていない状態における前記第１強磁性層の磁化よりも、前記第１強磁性層に前記光が照射された状態における前記第１強磁性層の磁化が小さい、光検知素子。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
第１強磁性層と、第２強磁性層と、前記第１強磁性層と前記第２強磁性層とに挟まれたスペーサ層と、を備える磁性素子を備え、
光強度変化を有する光信号を含む光が前記第１強磁性層に照射され、
前記光信号を前記磁性素子からの出力電圧に基づいて受信し、
前記磁性素子からの出力電圧が閾値以上の場合を第１信号とし、閾値未満の場合を第２
信号として処理する、光検知素子。
【請求項３】
第１強磁性層と、第２強磁性層と、前記第１強磁性層と前記第２強磁性層とに挟まれたスペーサ層と、を備え、
出力電圧が前記第１強磁性層に照射された光の強度に基づいて変化し、
前記第１強磁性層に前記光が照射されていない状態における前記第１強磁性層の磁化よりも、前記第１強磁性層に前記光が照射された状態における前記第１強磁性層の磁化が小さい、光検知素子。
【請求項４】
第１強磁性層と、第２強磁性層と、前記第１強磁性層と前記第２強磁性層とに挟まれたスペーサ層と、を含む積層膜と、前記第１強磁性層にバイアス磁場を印加するハードバイアス層と、を備え、
前記積層膜は、前記第１強磁性層に照射された光の強度を、前記強度に基づく前記積層膜からの出力電圧に変換するように構成され、
前記ハードバイアス層は、前記積層膜を積層方向からみたときに、前記積層膜と重なる位置にあり、
前記ハードバイアス層の磁化方向は、前記光が照射されていない状態における前記第１強磁性層の磁化方向と反対である、光検知素子。
【請求項５】
第１強磁性層と、第２強磁性層と、前記第１強磁性層と前記第２強磁性層とに挟まれた
スペーサ層と、を含む積層膜と、
軟磁性体と、を備え、
前記積層膜は、前記第１強磁性層に照射された光の強度を、前記強度に基づく前記積層膜からの出力電圧に変換するように構成され、
前記軟磁性体は、前記積層膜の積層方向からの平面視において、前記積層膜の外周の少なくとも一部を外側から覆っている、光検知素子。
【請求項６】
第１強磁性層と、第２強磁性層と、前記第１強磁性層と前記第２強磁性層とに挟まれたスペーサ層と、を含む積層膜と、
集積回路と、を備え、
前記積層膜は、前記第１強磁性層に照射された光の強度を、前記強度に基づく前記積層膜からの出力電圧に変換するように構成され、
前記集積回路と、前記積層膜とは、層間絶縁膜を介して、同一基板上に形成され、
前記集積回路と前記積層膜とは、前記層間絶縁膜を貫通する貫通配線を介して接続されている、光検知素子。
【請求項７】
請求項１～６のいずれか一項に記載の光検知素子を含む、受信装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、光検知素子及び受信装置に関する。
続きを表示（約 1,000 文字）【背景技術】
【０００２】
インターネットの普及に伴い通信量は飛躍的に増大しており、光通信の重要性が非常に高まっている。光通信は、電気信号を光信号に変換し、光信号を用いて送受信を行う通信手段である。
【０００３】
例えば、特許文献１には、フォトダイオードを用いて、光信号を受信する受信装置が記載されている。フォトダイオードは、例えば、半導体のｐｎ接合を用いたｐｎ接合ダイオード等である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２００１－２９２１０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
情報通信技術の発展に伴い、通信速度の更なる高速化が求められており、光通信においては、高速通信を実現するために信号変調の周波数の高周波化が求められている。特許文献１に示されている半導体フォトダイオードでは、高周波化に伴い受信感度が著しく低下してしまうという問題があり、更なる発展のために新たなブレイクスルーが求められている。
【０００６】
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、新規な受信装置、受信システム、送受信装置、通信システム及び光検知素子を提供し、高速通信を可能とする受信装置、受信システム、送受信装置、通信システム及び光検知素子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】
【０００７】
上記課題を解決するため、以下の手段を提供する。
【０００８】
（１）第１の態様にかかる受信装置は、第１強磁性層と、第２強磁性層と、前記第１強磁性層と前記第２強磁性層とに挟まれたスペーサ層と、を備える磁性素子を備え、光強度変化を有する光信号を含む光が前記第１強磁性層に照射され、前記光信号を前記磁性素子からの出力電圧に基づいて受信する。
【０００９】
（２）上記態様にかかる受信装置は、前記磁性素子からの出力電圧は、前記第１強磁性層に照射される前記光の強度の変化に対応して変化する構成でもよい。
【００１０】
（３）上記態様にかかる受信装置において、前記第１強磁性層に前記光が照射されていない状態における前記第１強磁性層の磁化方向と、前記第１強磁性層に前記光が照射された状態における前記第１強磁性層の磁化方向と、の角度は、０°より大きく９０°より小さくてもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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