特許ウォッチ

公開番号2025168736
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-11-12
出願番号2024073446
出願日2024-04-30
発明の名称アバランシェフォトダイオード
出願人住友電気工業株式会社
代理人弁理士法人片山特許事務所
主分類H10F 30/225 20250101AFI20251105BHJP()
要約【課題】電界の集中を緩和し、かつ寄生容量を低減することが可能なアバランシェフォトダイオードを提供する。
【解決手段】受光領域を有する第1メサと、前記第1メサに設けられた第1電極と、前記第1メサに接続された第2メサと、前記第2メサに設けられ、前記第1電極と電気的に接続されたパッドと、を具備し、前記第1メサと前記第2メサとが接続される部分である接続部分の平面形状は、内側に凸の曲線であるアバランシェフォトダイオード。
【選択図】図1B

特許請求の範囲【請求項１】
受光領域を有する第１メサと、
前記第１メサに設けられた第１電極と、
前記第１メサに接続された第２メサと、
前記第２メサに設けられ、前記第１電極と電気的に接続されたパッドと、を具備し、
前記第１メサと前記第２メサとが接続される部分である接続部分の平面形状は、内側に凸の曲線であるアバランシェフォトダイオード。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記接続部分の平面形状は、前記第１メサの端部および前記第２メサの端部に接する円弧を含む請求項１に記載のアバランシェフォトダイオード。
【請求項３】
前記第１メサの平面形状および前記第２メサの平面形状は円を含み、
前記接続部分の円弧の直径は、前記第１メサの直径以下かつ前記第２メサの直径以下である請求項２に記載のアバランシェフォトダイオード。
【請求項４】
前記接続部分の円弧の直径は１０μｍ以上であり、前記第１メサの直径以下かつ前記第２メサの直径以下である請求項３に記載のアバランシェフォトダイオード。
【請求項５】
平面視したとき前記第１メサと前記第２メサとは８の字形状を形成する請求項１または請求項２に記載のアバランシェフォトダイオード。
【請求項６】
前記第１電極はリング形状であり、
前記第１電極の内側に前記受光領域が位置し、
前記パッドは前記第１電極の外に位置する請求項１または請求項２に記載のアバランシェフォトダイオード。
【請求項７】
前記第１電極はリング形状であり、
前記第１電極の内側に前記受光領域が位置し、
前記パッドは前記第１電極の前記リング形状の内側に突出する請求項１または請求項２に記載のアバランシェフォトダイオード。
【請求項８】
前記第２メサは前記第１メサから離れる方向に延伸する延伸部を有し、
前記接続部分は、前記第１メサと前記延伸部とを接続する請求項１または請求項２に記載のアバランシェフォトダイオード。
【請求項９】
前記第１電極は前記接続部分に沿った曲線形状を有する請求項１または請求項２に記載のアバランシェフォトダイオード。
【請求項１０】
第１導電型を有する第１半導体層と、
第２導電型を有する第２半導体層と、
前記第１半導体層と前記第２半導体層との間に設けられた光吸収層および増倍層と、
前記第１半導体層に電気的に接続された第２電極と、を具備し、
前記第１メサおよび前記第２メサは前記第２半導体層、前記光吸収層および前記増倍層を含み、
前記第１電極は前記第２半導体層に電気的に接続されている請求項１または請求項２に記載のアバランシェフォトダイオード。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示はアバランシェフォトダイオードに関するものである。
続きを表示（約 2,900 文字）【背景技術】
【０００２】
光信号を検出する受光素子としてアバランシェフォトダイオードが知られている。受光素子のメサに電極を設ける。電極には、ワイヤボンディング用のパッドを接続する（特許文献１および特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１１－１０８８５２号公報
特開２００５－３２８０３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
電極とメサとを接続する配線を、メサに沿って設けると、メサの段差によって配線が断線する恐れがある。そこで、パッドもメサに設けることで、電極と同じ高さに配置する。しかし、半導体層にエッジが発生する。エッジに電界が集中する恐れがある。またメサが大型になることで、寄生容量が増加する。そこで、電界の集中を緩和し、かつ寄生容量を低減することが可能なアバランシェフォトダイオード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】
【０００５】
本開示に係るアバランシェフォトダイオードは、受光領域を有する第１メサと、前記第１メサに設けられた第１電極と、前記第１メサに接続された第２メサと、前記第２メサに設けられ、前記第１電極と電気的に接続されたパッドと、を具備し、前記第１メサと前記第２メサとが接続される部分である接続部分の平面形状は、内側に凸の曲線である。
【発明の効果】
【０００６】
本開示によれば、電界の集中を緩和し、かつ寄生容量を低減することが可能なアバランシェフォトダイオードを提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
図１Ａは第１実施形態に係るアバランシェフォトダイオードを例示する平面図である。
図１Ｂは第１実施形態に係るアバランシェフォトダイオードのメサを例示する平面図である。
図２はアバランシェフォトダイオードを例示する断面図である。
図３Ａはアバランシェフォトダイオードの製造方法を例示する断面図である。
図３Ｂはアバランシェフォトダイオードの製造方法を例示する断面図である。
図３Ｃはアバランシェフォトダイオードの製造方法を例示する断面図である。
図４はアバランシェフォトダイオードの実装の例を示す平面図である。
図５Ａは比較例１に係るアバランシェフォトダイオードのメサを例示する平面図である。
図５Ｂは比較例２に係るアバランシェフォトダイオードのメサを例示する平面図である。
図６は第２実施形態に係るアバランシェフォトダイオードのメサを例示する平面図である。
図７は第３実施形態に係るアバランシェフォトダイオードのメサを例示する平面図である。
図８は第４実施形態に係るアバランシェフォトダイオードのメサを例示する平面図である。
図９は第５実施形態に係るアバランシェフォトダイオードのメサを例示する平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
[本開示の実施形態の説明]
最初に本開示の実施形態の内容を列記して説明する。
【０００９】
本開示の一形態は、（１）受光領域を有する第１メサと、前記第１メサに設けられた第１電極と、前記第１メサに接続された第２メサと、前記第２メサに設けられ、前記第１電極と電気的に接続されたパッドと、を具備し、前記第１メサと前記第２メサとが接続される部分である接続部分の平面形状は、内側に凸の曲線であるアバランシェフォトダイオードである。接続部分が曲線であるため、電界の集中を緩和することができる。第１メサ、第２メサおよび接続部分それぞれの面積の合計が小さくなることで、寄生容量を低減することができる。
（２）上記（１）において、前記接続部分の平面形状は、前記第１メサの端部および前記第２メサの端部に接する円弧を含んでもよい。電界の集中を緩和し、かつ寄生容量を低減することができる。
（３）上記（２）において、前記第１メサの平面形状および前記第２メサの平面形状は円を含み、前記接続部分の円弧の直径は、前記第１メサの直径以下かつ前記第２メサの直径以下でもよい。電界の集中を緩和し、かつ寄生容量を低減することができる。
（４）上記（３）において、前記接続部分の円弧の直径は１０μｍ以上であり、前記第１メサの直径以下かつ前記第２メサの直径以下でもよい。電界の集中を緩和し、かつ寄生容量を低減することができる。
（５）上記（１）から（４）のいずれかにおいて、平面視したとき前記第１メサと前記第２メサとは８の字形状を形成してもよい。電界の集中を緩和し、かつ寄生容量を低減することができる。
（６）上記（１）から（５）のいずれかにおいて、前記第１電極はリング形状であり、前記第１電極の内側に前記受光領域が位置し、前記パッドは前記第１電極の外に位置してもよい。受光領域が広くなることで、受光できる光の量が多くなり、感度が向上する。
（７）上記（１）から（５）のいずれかにおいて、前記第１電極はリング形状であり、前記第１電極の内側に前記受光領域が位置し、前記パッドは前記第１電極の前記リング形状の内側に突出してもよい。パッドに対するワイヤボンディングを安定して行うことができる。
（８）上記（１）から（４）のいずれかにおいて、前記第２メサは前記第１メサから離れる方向に延伸する延伸部を有し、前記接続部分は、前記第１メサと前記延伸部とを接続してもよい。電界の集中を緩和し、かつ寄生容量を低減することができる。
（９）上記（１）から（８）のいずれかにおいて、前記第１電極は前記接続部分に沿った曲線形状を有してもよい。電気抵抗が小さくなる。ワイヤボンディングを安定して行うことができる。
（１０）上記（１）から（９）のいずれかにおいて、第１導電型を有する第１半導体層と、第２導電型を有する第２半導体層と、前記第１半導体層と前記第２半導体層との間に設けられた光吸収層および増倍層と、前記第１半導体層に電気的に接続された第２電極と、を具備し、前記第１メサおよび前記第２メサは前記第２半導体層、前記光吸収層および前記増倍層を含み、前記第１電極は前記第２半導体層に電気的に接続されてもよい。第１半導体層と第２半導体層との間に生じる寄生容量を低減することができる。
【００１０】
［本開示の実施形態の詳細］
本開示の実施形態に係るアバランシェフォトダイオードの具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本開示はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許