[发明专利]光检测器

说明书

本发明的课题在于，提供一种能防止由静电放电引起的破坏，预计提高100V以上的耐压的光检测器。本发明的光检测器的特征在于，在锗光电二极管(GePD)连接有由锗和硅构成的齐纳二极管。该光检测器共用光电二极管和齐纳二极管所具备的硅基板、下部包覆层、硅芯层、上部包覆层。

技术领域

本发明涉及一种在光通信系统、光信息处理系统中使用的光检测器，特别涉及用于提供对静电放电的耐性优异的光检测器的构造。

背景技术

伴随着近年来的光通信的普及，要求光通信装置的低成本化。作为其解决方案之一，存在使用硅光子技术这样的微小光回路技术在硅片这样的大口径晶片上形成构成光通信装置的光回路的方法。由此，能大幅降低每个芯片的材料费，从而谋求光通信装置的低成本化。

作为使用了这样的技术的在硅(Si)基板上形成的代表性的光检测器，存在能单片集成的锗光检测器(Germanium photodetector；GePD)。图1是示意性地表示以往的波导耦合型的纵型GePD的构造的图。图2是图1的II－II’的剖视图。需要说明的是，为了容易理解构造，在图1中省略了图2所示的上部包覆层103、电极116～118，对于电极116～118，仅用四边形示出了与p++硅电极部112、p++硅电极部113以及n型Ge区域115相接的位置。该四边形示出了电极116～118的连接面。p++硅电极部112也称为p++Si电极部、p型硅电极部。

GePD使用光刻技术等形成于包含Si基板、Si氧化膜、表面Si层的SOI(Silicon OnInsulator：绝缘体上硅)基板。图2所示的GePD100具备Si基板101、包含Si基板上的Si氧化膜的下部包覆层102、芯层110、引导信号光的波导(硅波导层)109、对形成于芯层110上的光进行吸收的锗(Ge)层114以及形成于芯层110和Ge层114上的上部包覆层103。

芯层110形成有掺杂了p型杂质离子的p型硅(Si)板111a以及以高浓度掺杂了p型杂质并且作为电极发挥作用的p++硅电极部112、p++硅电极部113。Ge层114形成有通过外延生长而层叠、在其上部掺杂了n型杂质的n型Ge区域115。并且，在p++硅电极部112、p++硅电极部113以及n型Ge区域115上以使它们相接的方式具备电极116～118。

当光入射到芯层110并被Ge层114吸收时，由于光电流在电极117与电极116、118之间流动，因此GePD通过检测该电流来检测光。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利5370857号公报

发明内容

发明所要解决的问题

图1、图2所示的一般的GePD存在抗静电放电能力弱的问题。静电放电是瞬间向器件施加高电压脉冲的现象，作为一般的静电放电的规格模型，有带电器件模型、机器模型、人型模型。例如，一般的GePD在人型模型中具有50V～150V左右的耐压。一般的器件要求的人型模型中的耐压为250V～500V左右，GePD的耐压不足。作为提高静电放电的耐压的一般方法，有并联地附加电容、串联地附加电阻、并联地附加亚敏电阻(varistor)、齐纳二极管等，但存在电阻、电容的附加使GePD的高速特性降低的问题，一般的亚敏电阻、齐纳二极管存在如下的问题：无法示出进行适当的保护的动作阈值，亚敏电阻、齐纳二极管自身的电容成为使GePD的高速特性降低的主要原因，成为不易单片集成在硅基板上的外置部件，因此电路规模增大。

本发明是鉴于这样的问题而完成的，其目的在于，提供一种能防止由静电放电引起的破坏，预计提高100V以上的耐压的光检测器。

用于解决问题的方案