裏面入射型フォトダイオードモジュール
【課題】周波数特性を安定的に改善するためにキャパシタを集積したミラーを用いたフォトダイオードモジュールを提供する。
【解決手段】光源と、所定の角度を有するミラーと，該ミラーに固定された裏面入射型フォトダイオードと，キャパシタを備え、
前記光源からの光を前記ミラーに反射させて前記裏面入射型フォトダイオードの受光面に入射させるように構成した裏面入射型フォトダイオードモジュールにおいて、前記キャパシタを前記ミラーに形成した。
【解決手段】光源と、所定の角度を有するミラーと，該ミラーに固定された裏面入射型フォトダイオードと，キャパシタを備え、
前記光源からの光を前記ミラーに反射させて前記裏面入射型フォトダイオードの受光面に入射させるように構成した裏面入射型フォトダイオードモジュールにおいて、前記キャパシタを前記ミラーに形成した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、裏面入射型フォトダイオードモジュールに関し、安定的に周波数特性を改善した裏面入射型フォトダイオードモジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＡＤＳＬ、ＦＴＴＨ等のブロードバンドアクセスが普及したことに伴い、アクセス系ネットワークとバックボーンネットワークを接続するメトロネットワークの高速、大容量化が求められている。
【０００３】
このメトロネットワークにおいて光を伝達媒体とした通信が普及したことで、光電変換を行なうフォトダイオードモジュールは基幹部品のひとつとなっている。
光通信用高速フォトダイオードモジュールは、光信号を検出し電流信号とするフォトダイオードとその信号を信号処理可能なレベルまで増幅する増幅器で構成されている。
（００００）
高速フォトダイオードモジュールの広帯域化に対応するため構成部品であるフォトダイオードも高速動作が必要である。そのため、光信号を吸収する吸収層の厚さは光電変換後の移動時間を考慮し薄く設計され、また電気的容量を低減するため受光径が数１０μm以下に設計されている。
（００００）
吸収層の厚さを薄く設計しているため、光信号を１回の通過では十分に吸収しきれないため、ミラーを用いてウェハ裏面から光を入射し、表面の電極で反射させる裏面入射型の構造が用いられることが多い。裏面入射型構造を用いることで吸収層上面の電極が鏡の役割を果たすことで吸収層への入射量を増やし、十分な変換効率を得ることを可能にしている。
（００００）
図２は従来の裏面型フォトダイオードモジュールの構成を示す側面図（ａ）及び平面図（ｂ）である。これらの図において、１は正三角柱状のミラーである。このミラーには斜めに(例えば４５度に)形成された箇所の一方に平坦部分１ａが形成されており、その平坦部分１ａにフォトダイオード２の端部の一面が接着等によりミラー１の直角の２辺に対して平行（又は垂直）に固定されている。２ａはフォトダイオード２の受光部を構成する電極である。
【０００４】
３はグランド３ａ上に形成されたキャパシタで、このキャパシタの一端は接続ワイヤ５ａを介して電源４が接続され、他端は接続ワイヤ５ｂを介して電源バイアス電極７に接続され、その出力が受光部２ａに接続されている。６は増幅器で、接続ワイヤ５ｃを介して受光部２ａに接続されている。
【０００５】
上述の構成において、ミラー１の斜面に光信号Ｈが入射するとその光は例えば９０度の角度に反射してフォトダイオードの受光面２ａに入射する。入射した光信号Ｈは電気信号に変換されて増幅器６により増幅されてワイヤ４ｄを介して後段の装置に伝送される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−２５３８５４号公報
【特許文献２】特開２０００−０３６６１５号公報
【特許文献３】特開２００４−１１９８８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、フォトダイオードモジュールに入力する光信号の伝送レートが高レートになるに従い、周波数特性が劣化する。この原因の１つとして、入力する光信号の周波数が高くなるほど、フォトダイオードと電源間を接続するワイヤーのインダクタンスの影響によりインピーダンスが増加し、フォトダイオードへの電位が変動することが挙げられる。この電位の変動を抑えるためには、フォトダイオードに並列にキャパシタを接続し、変動成分をカットする方法がある。
（００００）
この方法の問題点としてはキャパシタを極力フォトダイオードの近くに置かないとよい特性を得ることができない。またキャパシタの位置でワイヤーの長さが変わるため特性にバラツキが生じる。このため周波数特性が安定したフォトダイオードモジュールを量産できないという課題があった。
従って本発明は、周波数特性を安定的に改善するためにキャパシタを集積したミラーを用いた裏面入射型フォトダイオードモジュールを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は上記課題を解決するためになされたもので、請求項１に記載の裏面入射型フォトダイオードモジュールにおいては、
光源と、所定の角度を有するミラーと，該ミラーに固定された裏面入射型フォトダイオードと，キャパシタを備え、
前記光源からの光を前記ミラーに反射させて前記裏面入射型フォトダイオードの受光面に入射させるように構成したフォトダイオードモジュールにおいて、前記キャパシタを前記ミラーに形成したことを特徴とする。
【０００９】
請求項２においては、請求項１に記載の裏面入射型フォトダイオードモジュールにおいて、
前記ミラーをシリコンで形成したことを特徴とする。
【００１０】
請求項３においては、請求項１に記載の裏面入射型フォトダイオードモジュールにおいて、
前記ミラーをセラミックスで形成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
以上説明したことから明らかなように本発明の請求項１〜３によれば、光源と、所定の角度を有するミラーと，該ミラーに固定された裏面入射型フォトダイオードと，該裏面入射型フォトダイオードをキャパシタを介して駆動するための電源を備え、
前記光源からの光を前記ミラーに反射させて前記裏面入射型フォトダイオードの受光面に入射させるように構成した裏面入射型フォトダイオードモジュールにおいて、前記キャパシタを前記ミラーに形成したので、周波数特性を安定的に改善したフォトダイオードモジュールを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明のフォトダイオードモジュールの構成を示す斜視図（ａ）及び平面図（ｂ）である。
【図２】従来のフォトダイオードモジュールの構成を示す側面図（ａ）及び平面図（ｂ）である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１（ａ，ｂ）は本発明のフォトダイオードモジュールの構造を示すもので、（ａ）は斜視図、（ｂ）は平面図である。
これらの図において、１は斜面を有する(例えば正三角柱状)のミラーである。このミラーには斜め（例えば４５度）に形成された箇所の一方に平坦部分１ａが形成されており、その平坦部分１ａにフォトダイオード２端部の一面が接着等によりミラー１の２辺に対して平行（又は垂直）に固定されている。２ａはフォトダイオード２の受光部を構成する電極である。
【００１４】
３はミラー１の平坦部分１ａ上に形成されたキャパシタで、このキャパシタの一端には接続ワイヤ５ａを介して電源４が接続され、他端は接続ワイヤ５ｂを介して電源バイアス電極７に接続され、その出力が受光部２ａに接続されている。６は増幅器で接続ワイヤ５ｃを介して受光部２ａに接続されている。
【００１５】
上述の構成において、ミラー１の斜面に光信号Ｈが入射するとその光は例えば９０度の角度に反射してフォトダイオードの受光面２ａに入射する。入射した光信号Ｈは電気信号に変換されて増幅器６により増幅されてワイヤ４ｄを介して後段の装置に伝送される。
【００１６】
ここで、図２の従来例との違いはキャパシタ３ａをミラー１の平坦部分１ａ上に形成した点のみが異なっている。本発明ではキャパシタを集積させたミラーを光裏面入射型のフォトダイオードモジュールに使用することにより、フォトダイオードの近くにキャパシタを置く必要がなくなる。
【００１７】
その結果、フォトダイオード２とキャパシタ３を一定の位置関係にすることができるため、周波数特性を安定的に改善させることができる。
また、キャパシタ３をミラー１に集積することは化合物半導体を材料とするフォトダイオードに集積するより容易である。
【００１８】
即ち、フォトダイオードの材料としては主に化合物半導体が使われているが、キャパシタを集積するのはシリコンプロセスと比べると化合物半導体プロセスの方が難しい。従って、、シリコンプロセスで製造できるシリコンミラーに集積するほうがよい。
また、機能が少ないミラー１に小さいキャパシタ３（数１０ｐＦ程度）を集積したほうが半導体プロセス上も容易である。
【００１９】
上述の構成によれば、プロセス上、キャパシタを容易に集積することができるミラーを光裏面入射型のフォトダイオードモジュールに使用することにより周波数特性を安定的に改善することができる。
【００２０】
なお、以上の説明は、本発明の説明および例示を目的として特定の好適な実施例を示したに過ぎない。例えば、実施例ではミラーにキャパシタを集積した箇所は平坦部分としたが、どの部分に集積してもよい。
【００２１】
また、ミラーの斜面は実施例では９０度としたが、９０度である必要はない。要は反射した光が受光面に入射する構造であればよく、また、ミラーの形状は正三角柱に限るものではない。
【００２２】
ミラーの材料にはシリコン、セラミックスなどを用いることができる。シリコンとセラミックスはそれぞれ半導体製造プロセスやセラミックス集積プロセスにおいて容易にキャパシタを集積することができる。
従って本発明は、上記実施例に限定されることなく、その本質から逸脱しない範囲で更に多くの変更、変形を含むものである。
【符号の説明】
【００２３】
１ ミラー
1ａ 平坦部分
２ フォトダイオード
３ キャパシタ
４ 電源
５ ワイヤー
６ 増幅器
７ 電源バイアス電極
【技術分野】
【０００１】
本発明は、裏面入射型フォトダイオードモジュールに関し、安定的に周波数特性を改善した裏面入射型フォトダイオードモジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＡＤＳＬ、ＦＴＴＨ等のブロードバンドアクセスが普及したことに伴い、アクセス系ネットワークとバックボーンネットワークを接続するメトロネットワークの高速、大容量化が求められている。
【０００３】
このメトロネットワークにおいて光を伝達媒体とした通信が普及したことで、光電変換を行なうフォトダイオードモジュールは基幹部品のひとつとなっている。
光通信用高速フォトダイオードモジュールは、光信号を検出し電流信号とするフォトダイオードとその信号を信号処理可能なレベルまで増幅する増幅器で構成されている。
（００００）
高速フォトダイオードモジュールの広帯域化に対応するため構成部品であるフォトダイオードも高速動作が必要である。そのため、光信号を吸収する吸収層の厚さは光電変換後の移動時間を考慮し薄く設計され、また電気的容量を低減するため受光径が数１０μm以下に設計されている。
（００００）
吸収層の厚さを薄く設計しているため、光信号を１回の通過では十分に吸収しきれないため、ミラーを用いてウェハ裏面から光を入射し、表面の電極で反射させる裏面入射型の構造が用いられることが多い。裏面入射型構造を用いることで吸収層上面の電極が鏡の役割を果たすことで吸収層への入射量を増やし、十分な変換効率を得ることを可能にしている。
（００００）
図２は従来の裏面型フォトダイオードモジュールの構成を示す側面図（ａ）及び平面図（ｂ）である。これらの図において、１は正三角柱状のミラーである。このミラーには斜めに(例えば４５度に)形成された箇所の一方に平坦部分１ａが形成されており、その平坦部分１ａにフォトダイオード２の端部の一面が接着等によりミラー１の直角の２辺に対して平行（又は垂直）に固定されている。２ａはフォトダイオード２の受光部を構成する電極である。
【０００４】
３はグランド３ａ上に形成されたキャパシタで、このキャパシタの一端は接続ワイヤ５ａを介して電源４が接続され、他端は接続ワイヤ５ｂを介して電源バイアス電極７に接続され、その出力が受光部２ａに接続されている。６は増幅器で、接続ワイヤ５ｃを介して受光部２ａに接続されている。
【０００５】
上述の構成において、ミラー１の斜面に光信号Ｈが入射するとその光は例えば９０度の角度に反射してフォトダイオードの受光面２ａに入射する。入射した光信号Ｈは電気信号に変換されて増幅器６により増幅されてワイヤ４ｄを介して後段の装置に伝送される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−２５３８５４号公報
【特許文献２】特開２０００−０３６６１５号公報
【特許文献３】特開２００４−１１９８８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、フォトダイオードモジュールに入力する光信号の伝送レートが高レートになるに従い、周波数特性が劣化する。この原因の１つとして、入力する光信号の周波数が高くなるほど、フォトダイオードと電源間を接続するワイヤーのインダクタンスの影響によりインピーダンスが増加し、フォトダイオードへの電位が変動することが挙げられる。この電位の変動を抑えるためには、フォトダイオードに並列にキャパシタを接続し、変動成分をカットする方法がある。
（００００）
この方法の問題点としてはキャパシタを極力フォトダイオードの近くに置かないとよい特性を得ることができない。またキャパシタの位置でワイヤーの長さが変わるため特性にバラツキが生じる。このため周波数特性が安定したフォトダイオードモジュールを量産できないという課題があった。
従って本発明は、周波数特性を安定的に改善するためにキャパシタを集積したミラーを用いた裏面入射型フォトダイオードモジュールを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は上記課題を解決するためになされたもので、請求項１に記載の裏面入射型フォトダイオードモジュールにおいては、
光源と、所定の角度を有するミラーと，該ミラーに固定された裏面入射型フォトダイオードと，キャパシタを備え、
前記光源からの光を前記ミラーに反射させて前記裏面入射型フォトダイオードの受光面に入射させるように構成したフォトダイオードモジュールにおいて、前記キャパシタを前記ミラーに形成したことを特徴とする。
【０００９】
請求項２においては、請求項１に記載の裏面入射型フォトダイオードモジュールにおいて、
前記ミラーをシリコンで形成したことを特徴とする。
【００１０】
請求項３においては、請求項１に記載の裏面入射型フォトダイオードモジュールにおいて、
前記ミラーをセラミックスで形成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
以上説明したことから明らかなように本発明の請求項１〜３によれば、光源と、所定の角度を有するミラーと，該ミラーに固定された裏面入射型フォトダイオードと，該裏面入射型フォトダイオードをキャパシタを介して駆動するための電源を備え、
前記光源からの光を前記ミラーに反射させて前記裏面入射型フォトダイオードの受光面に入射させるように構成した裏面入射型フォトダイオードモジュールにおいて、前記キャパシタを前記ミラーに形成したので、周波数特性を安定的に改善したフォトダイオードモジュールを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明のフォトダイオードモジュールの構成を示す斜視図（ａ）及び平面図（ｂ）である。
【図２】従来のフォトダイオードモジュールの構成を示す側面図（ａ）及び平面図（ｂ）である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１（ａ，ｂ）は本発明のフォトダイオードモジュールの構造を示すもので、（ａ）は斜視図、（ｂ）は平面図である。
これらの図において、１は斜面を有する(例えば正三角柱状)のミラーである。このミラーには斜め（例えば４５度）に形成された箇所の一方に平坦部分１ａが形成されており、その平坦部分１ａにフォトダイオード２端部の一面が接着等によりミラー１の２辺に対して平行（又は垂直）に固定されている。２ａはフォトダイオード２の受光部を構成する電極である。
【００１４】
３はミラー１の平坦部分１ａ上に形成されたキャパシタで、このキャパシタの一端には接続ワイヤ５ａを介して電源４が接続され、他端は接続ワイヤ５ｂを介して電源バイアス電極７に接続され、その出力が受光部２ａに接続されている。６は増幅器で接続ワイヤ５ｃを介して受光部２ａに接続されている。
【００１５】
上述の構成において、ミラー１の斜面に光信号Ｈが入射するとその光は例えば９０度の角度に反射してフォトダイオードの受光面２ａに入射する。入射した光信号Ｈは電気信号に変換されて増幅器６により増幅されてワイヤ４ｄを介して後段の装置に伝送される。
【００１６】
ここで、図２の従来例との違いはキャパシタ３ａをミラー１の平坦部分１ａ上に形成した点のみが異なっている。本発明ではキャパシタを集積させたミラーを光裏面入射型のフォトダイオードモジュールに使用することにより、フォトダイオードの近くにキャパシタを置く必要がなくなる。
【００１７】
その結果、フォトダイオード２とキャパシタ３を一定の位置関係にすることができるため、周波数特性を安定的に改善させることができる。
また、キャパシタ３をミラー１に集積することは化合物半導体を材料とするフォトダイオードに集積するより容易である。
【００１８】
即ち、フォトダイオードの材料としては主に化合物半導体が使われているが、キャパシタを集積するのはシリコンプロセスと比べると化合物半導体プロセスの方が難しい。従って、、シリコンプロセスで製造できるシリコンミラーに集積するほうがよい。
また、機能が少ないミラー１に小さいキャパシタ３（数１０ｐＦ程度）を集積したほうが半導体プロセス上も容易である。
【００１９】
上述の構成によれば、プロセス上、キャパシタを容易に集積することができるミラーを光裏面入射型のフォトダイオードモジュールに使用することにより周波数特性を安定的に改善することができる。
【００２０】
なお、以上の説明は、本発明の説明および例示を目的として特定の好適な実施例を示したに過ぎない。例えば、実施例ではミラーにキャパシタを集積した箇所は平坦部分としたが、どの部分に集積してもよい。
【００２１】
また、ミラーの斜面は実施例では９０度としたが、９０度である必要はない。要は反射した光が受光面に入射する構造であればよく、また、ミラーの形状は正三角柱に限るものではない。
【００２２】
ミラーの材料にはシリコン、セラミックスなどを用いることができる。シリコンとセラミックスはそれぞれ半導体製造プロセスやセラミックス集積プロセスにおいて容易にキャパシタを集積することができる。
従って本発明は、上記実施例に限定されることなく、その本質から逸脱しない範囲で更に多くの変更、変形を含むものである。
【符号の説明】
【００２３】
１ ミラー
1ａ 平坦部分
２ フォトダイオード
３ キャパシタ
４ 電源
５ ワイヤー
６ 増幅器
７ 電源バイアス電極
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、所定の角度を有するミラーと，該ミラーに固定された裏面入射型フォトダイオードと，キャパシタを備え、
前記光源からの光を前記ミラーに反射させて前記裏面入射型フォトダイオードの受光面に入射させるように構成した裏面入射型フォトダイオードモジュールにおいて、前記キャパシタを前記ミラーに形成したことを特徴とする裏面入射型フォトダイオードモジュール。
【請求項２】
前記ミラーをシリコンで形成したことを特徴とする請求項１に記載の裏面入射型フォトダイオードモジュール。
【請求項３】
前記ミラーをセラミックスで形成したことを特徴とする請求項１に記載の裏面入射型フォトダイオードモジュール。
【請求項１】
光源と、所定の角度を有するミラーと，該ミラーに固定された裏面入射型フォトダイオードと，キャパシタを備え、
前記光源からの光を前記ミラーに反射させて前記裏面入射型フォトダイオードの受光面に入射させるように構成した裏面入射型フォトダイオードモジュールにおいて、前記キャパシタを前記ミラーに形成したことを特徴とする裏面入射型フォトダイオードモジュール。
【請求項２】
前記ミラーをシリコンで形成したことを特徴とする請求項１に記載の裏面入射型フォトダイオードモジュール。
【請求項３】
前記ミラーをセラミックスで形成したことを特徴とする請求項１に記載の裏面入射型フォトダイオードモジュール。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１２−２３０９３（Ｐ２０１２−２３０９３Ａ）
【公開日】平成２４年２月２日（２０１２．２．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１５７８６８（Ｐ２０１０−１５７８６８）
【出願日】平成２２年７月１２日（２０１０．７．１２）
【出願人】（０００００６５０７）横河電機株式会社 (4,443)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月２日（２０１２．２．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月１２日（２０１０．７．１２）
【出願人】（０００００６５０７）横河電機株式会社 (4,443)
【Ｆターム（参考）】
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