[发明专利]光半导体装置

说明书

技术领域

本发明涉及雪崩光电二极管等光半导体装置，特别涉及能够提高耐湿性的光半导体装置。

图18是表示现有的光半导体装置的立体图。该光半导体装置是光通信用雪崩光电二极管(例如，参照专利文献1)。

在n型InP衬底11上依次层叠n型InGaAs光吸收层12、作为窗层以及倍增层的n型InP层13。选择性地进行杂质扩散或者离子注入，由此，在n型InP层13的上表面的一部分上形成p型InP区域14。n型InP层13以及p型InP区域14的上表面被表面保护膜15覆盖。在n型InP衬底11的下表面连接阴极电极16。在p型InP区域14的上表面连接环状的阳极电极17。被该阳极电极17包围的区域是受光部18。

然后，对所述光半导体装置的动作进行说明。在阳极电极17上施加比阴极电极16低的电压。即，在阳极电极17与阴极电极16之间施加反偏压。将该反偏压(工作电压)调整为击穿电压的约90％。因为击穿电压为非常高的20～80V左右，所以，反偏压最大变高为70V左右。

光信号从图的上侧向受光部18入射。P型InP层63的带隙较大，所以，不会吸收通常的光通信中所使用的波长(1.3μm或者1.55μm)的光而使其透过。所透过的光被带隙较小的n型InGaAs光吸收层12吸收，产生电子和孔穴。该孔穴在耗尽层中移动，进入被施加了高电场的n型InP层13，在高电场下产生雪崩倍增，产生很多新的电子和孔穴。其结果是，光信号作为倍增后的电流信号从光半导体装置取出。由此，与未产生倍增的情况相比，能够取出数十倍的电流值的信号。

专利文献1特开平10-209486号公报

在光半导体装置的周围使用片状电容器、金属线、前置放大器、电阻、载体等很多部件，为了安装光半导体装置也使用杆(stem)等封装。在这些构件上附着很多电荷离子。该电荷离子具有被施加电压之处吸引的性质。因此，正离子被吸引到施加负偏压的阳极电极17的周围。由此，芯片上表面流过漏电流。其结果是，从阳极电极17向n型InP层13流过电流。

若在湿度较高的气氛下使用光半导体装置，则在存在水分的状态下，在芯片的上表面流过电流，产生腐蚀。该腐蚀侵蚀表面保护膜15，电流进一步增加。其结果是，在芯片表面产生变色劣化部101。该变色是从表面保护膜15的一端朝向阳极电极17产生的。此外，以阳极电极17为基点沿着周围产生的情况也是存在的。若该变色继续，则存在最终产生短路或者开口。

因此，现有的光半导体装置不能够在湿度较高的气氛下使用。此外，以盖等对光半导体装置进行真空密封的情况下，也需要进行严格地管理，以使水分不会进入盖内。

发明内容

本发明是为了解决所述问题而进行的，其目的在于得到一种能够提高耐湿性的光半导体装置。

本发明的光半导体装置具有：第一导电型半导体层；形成在第一导电型半导体层的上表面的一部分上的第二导电型半导体区域；覆盖第一导电型半导体层以及第二导电型半导体区域的上表面的保护膜；与第一导电型半导体层连接的第一电极；第二电极，与第二导电型半导体区域连接，对其施加比第一电极低的电压；低电压电极，以包围第二电极的方式配置，对其施加比第一电极低的电压。以下可明确本发明的其他特征。

根据本发明可提高耐湿性。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式1的光半导体装置的立体图。

图2是表示对改变施加到低电压电极上的电压而变色裂化后的元件的比例进行测定后的结果的图。

图3是表示本发明的实施方式2的光半导体装置的立体图。

图4是表示本发明的实施方式3的光半导体装置的立体图。

图5是表示本发明的实施方式4的光半导体装置的立体图。

图6是表示本发明的实施方式5的光半导体装置的立体图。

图7是表示本发明的实施方式6的光半导体装置的立体图。

图8是表示图7的剖面图以及电位分布的图。

图9是表示本发明的实施方式7的光半导体装置的上面图。

图10是表示本发明的实施方式8的光半导体装置的上面图。

图11是表示本发明的实施方式9的光半导体装置的上面图。

图12是表示本发明的实施方式10的光半导体装置的上面图。

图13是表示本发明的实施方式11的光半导体装置的上面图。

图14是表示本发明的实施方式12的光半导体装置的侧面图。

图15是表示本发明的实施方式13的光半导体装置的侧面图。

图16是表示本发明的实施方式14的光半导体装置的立体图。