DE69212108T2

DE69212108T2 - Lichtdetektor

Info

Publication number: DE69212108T2
Application number: DE69212108T
Authority: DE
Inventors: Yasusi Fujimura; Ichiro Tonai
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1991-10-25
Filing date: 1992-10-23
Publication date: 1997-02-20
Anticipated expiration: 2012-10-24
Also published as: CA2081250A1; DE69212108D1; US5420418A; EP0538878A2; EP0538878B1; ES2091381T3; DK0538878T3; JP3047385B2; CA2081250C; JPH05121777A; EP0538878A3; KR950014288B1

Description

(Gebiet der Erfindung)

Diese Erfindung betrifft einen Lichtdetektor zum Einsatz bei Lichtausgangsüberwachungsvorrichtungen von Halbleiterlasern, Empfangsvorrichtungen von optischen Kommunikationssystemen usw.

(Stand der Technik)

Fig. 1A ist eine Draufsicht auf eine Struktur eines herkömmlichen Lichtdetektors und Fig. 1B ist eine Schnittansicht längs der Linie X-X' in Fig.1A. Wie dargestellt&sub1; weist der herkömmliche Lichtdetektor ein Halbleitersubstrat 1 eines ersten Leitfähigkeitstyps mit einer auf der Unterseite ausgebildeten ersten Elektrode 8; eine Halbleiterkristallschicht 2 eines ersten Leitfähigkeitstyps, die eine lichtabsorbierende Schicht einschließt, und einen ersten Bereich 3 eines zweiten Leitfähigkeitstyps auf, der in der Halbleiterkristallschicht 2 des ersten Leitfähigkeitstyps durch selektives Eindiffundieren eines Dotanten gebildet ist. Auf diese Weise ist eine PIN-Photodiodenstruktur gebildet. Diese PIN-Photodiodenstruktur schließt eine n- Schicht (oder eine p-Schicht), die durch das Halbleitersubstrat 1 vorgesehen ist, eine p-Schicht (oder eine n-Schicht), die durch einen ersten Bereich 3 vorgesehen ist, und einen lichtempfindlichen Bereich 10 ein, der durch den pn-Übergang (die verarmungszone oder die i-Schicht) vorgesehen ist. Eine zweite Elektrode 5 ist auf dem ersten Bereich 3 in der Halbleiterkristallschicht 2 vorgesehen. Innerhalb der Elektrode 5 ist die Oberseite des ersten Bereichs 3 mit einer reflexionsverhindernden Schicht 6 bedeckt und außerhalb der Elektrode 5 ist die Oberseite der Halbleiterkristallschicht 2 mit einer vorrichtungsschützenden Schicht 9 bedeckt.
Wenn bei der Halbleitervorrichtung der oben beschriebenen Struktur eine Sperrspannung angelegt wird, wird in der Verarmungszone ein elektrisches Feld erzeugt. Elektronen und Löcher, die durch einfallendes Licht in einem lichtempfindlichen Bereich 10 erzeugt werden, werden getrennt zum Halbleitersubstrat 1 des ersten Leitfähigkeitstyps bzw. zum Bereich 3 des zweiten Leitfähigkeitstyps und werden beschleunigt. Folglich kann außen ein Photostrom entnommen werden und ein optisches Signal kann festgestellt werden.
Wenn bei der oben beschriebenen Struktur von Fig. 1A und 1B Licht auf den lichtempfindlichen Bereich 10 fällt, werden photomduzierte Ladungsträger in der Verarmungszone erzeugt und man erhält ein gutes Ansprechverhalten. Wenn aber Licht außerhalb des lichtempfindlichen Bereichs 10 auftrifft, diffundieren die erzeugten Ladungsträger aufgrund eines Dichtegradienten, bis sie die Verarmungszone erreichen und als Photostrom entnommen werden. Die Überführung der gestreuten Ladungsträger erfolgt langsam. Wenn die Ladungsträger den lichtempfindlichen Bereich 10 erreichen, wird ungünstigerweise ein Ausläufer beim letzten Übergang einer lichtimpulsantwortenden Wellenform erzeugt.
Beim Einsatz des oben beschriebenen Lichtdetektors für die optische Kommunikation wird das Licht, das eine Lichtleitfaser anregt, so fokussiert, daß es in den lichtempfindlichen Bereich 10 eintritt. Falls ein Teil des Lichts nach außerhalb des lichtempf indlichen Bereichs 10 gestreut wird, führt es zu einer verringerten Ansprechgeschwindigkeit des Lichtdetektors aus dem oben beschriebenen Grund. Da besonders bei einem Lichtdetektor hoher Ansprechgeschwindigkeit eine Fläche des lichtempfindlichen Bereichs 10 klein gehalten wird, um eine Übergangskapazität zu verkleinern, trifft ein größerer Anteil des Lichts außerhalb des lichtempfindlichen Bereichs auf, wodurch ungünstigerweise ein Anteil gestreuter Ladungsträger vergrößert wird, das in einer verringerten Ansprechgeschwindigkeit resultiert, was zu einer Abnahme bei einer Ansprechgeschwindigkeit der Vorrichtung führt.
Um die Lichtausgangsleistung eines Halbleiterlasers konstant zu halten, wird ein Betriebsstrom des Halbleiterlasers selbstätig geregelt auf der Basis des Lichts, das von der hinteren Endfläche des Halbleiterlasers emittiert wird. Falls in diesem Fall das vom Halbleiterlaser emittierte Licht ungünstigerweise sogar nach außerhalb des lichtempfindlichen Bereichs 10 des Lichtdetektors gestreut wird, werden die gestreuten Ladungsträger vermehrt, ein Ladungsträgeranteil, der wie oben beschrieben eine Ansprechgeschwindigkeit verzögert, was den selbsttätigen Regelkreis beeinflußt.

Zusammenfassung der Erfindung

Eine Aufgabe dieser Erfindung ist das Vorsehen eines Lichtdetektors, welcher die oben beschriebenen Probleme erfolgreich gelöst hat und verbesserte, elektrische Kennwerte aufweist, wie z. B. Ansprechgeschwindigkeit usw., und optische Kennwerte.
Gemäß der Erfindung ist ein Lichtdetektor vorgesehen mit einem ersten Bereich, der aus einem Halbleiter eines zweiten Leitfähigkeitstyps gebildet ist und in einer Halbleiterschicht eines ersten Leitfähigkeitstyps gebildet ist, einem zweiten Bereich, der aus dem Halbleiter des zweiten Leitfähigkeitstyps gebildet ist, vom ersten Bereich beabstandet ist und den ersten Bereich umgibt, und einer Leiterschicht, die sowohl auf einem Teil der Oberfläche der Halbleiterschicht als auch auf einem Teil der Oberfläche des zweiten Bereichs vorgesehen ist, sodaß die Halbleiterschicht des ersten Leitfähigkeitstyps und der zweite Bereich kurzgeschlossen sind.
Sogar wenn einfallendes Licht nach außerhalb des lichtempfindlichen Bereichs, der der zwischen der Halbleiterschicht des ersten Leitfähigkeitstyps und dem ersten Bereich gebildete pn-Übergang ist, gestreut wird und ungünstigerweise Ladungsträger erzeugt, werden die Ladungsträger durch den zweiten Bereich absorbiert mit dem Ergebnis, daß der Strom der gestreuten Ladungsträger in den lichtempfindlichen Bereich verhindert werden kann, gemäß dem oben beschriebenen Lichtdetektor dieser Erfindung. Folglich kann allein ein für einen außerhalb befindlichen Schaltkreis notwendiger photoelektrischer Strom entnommen werden. Eine Verminderung einer Ansprechgeschwindigkeit der Vorrichtung kann verhindert werden.
Die Halbleiterschicht des ersten Leitfähigkeitstyps und der zweite Bereich sind kurzgeschlossen durch eine Leiterschicht aus einem Metall, einen Halbleiter oder andere, die über ihren Oberflächen gebildet sind, und die Ladungsträger, die durch den zweiten Bereich absorbiert werden, können rekombinieren oder vernichtet werden. Demzufolge werden die Ladungsträger nicht im zweiten Bereich angesammelt. Sogar wenn ein Lichtimpuls sehr hoher Intensität auftrifft, wird kein Ausläufer beim letzten Übergang einer Ansprechwellenform des Lichtimpulses erzeugt. Folglich können die elektrischen und optischen Kennwerte der Vorrichtung verbessert werden.
Gemäß der Erfindung ist ferner ein Lichtdetektor vorgesehen, bei dem der zweite Bereich ringförmig ist und die Leiterschicht auf einem Oberflächebereich vorgesehen ist, der eine Grenzfläche zwischen dem zweiten Bereich und der Halbleiterschicht des ersten Leitfähigkeitstyps außerhalb des zweiten Bereichs einschließt.
Gemäß der Erfindung ist weiterhin ein Lichtdetektor vorgesehen, bei dem die Leiterschicht auf einem Oberflächenbereich vorgesehen ist, der eine Grenzfläche zwischen dem zweiten Bereich und der Halbleiterschicht des ersten Leitfähigkeittyps zwischen dem ersten und dem zweiten Bereich einschließt.
Gemäß der Erfindung ist ferner ein Lichtdetektor vorgesehen, bei dem eine erste Ausgabeelektrode mit der Oberfläche des ersten Bereichs verbunden ist und eine zweite Ausgabeelektrode mit der Unterseite des Substrats auf der Unterseite der Halbleiterschicht des ersten Leitfähigkeitstyps verbunden ist. Die erste Ausgabeelektrode bzw. die zweite Ausgabeelektrode geben photoelektrische Ströme entsprechend der Ladungsträger des zweiten Leitfähigkeitstyps bzw. der Ladungsträger des ersten Leitfähigkeitstyps aus.
Gemäß der Erfindung ist ferner ein Lichtdetektor vorgesehen, bei dem eine erste Ausgabeelektrode mit der Oberfläche der ersten Elektrode verbunden ist und eine zweite Ausgabeelektrode durch die Leiterschicht vorgesehen ist.
Gemäß der Erfindung ist ferner ein Lichtdetektor vorgesehen, bei dem die Halbleiterschicht des ersten Leitfähigkeitstyps eine auf dem Substrat gebildete Pufferschicht, eine auf der Pufferschicht gebildete lichtabsorbierende Schicht und eine auf der lichtabsorbierenden Schicht gebildete Fensterschicht einschließt, wobei sich der zweite Bereich von der Fensterschicht in die lichtabsorbierenden Schicht hinein erstreckt.
Gemäß der Erfindung ist ferner ein Lichtdetektor vorgesehen, bei dem die Leiterschicht die Grenzschicht zwischen der Oberfläche der Halbleiterschicht des ersten Leitfähigkeitstyps und der Oberfläche des zweiten Bereichs nicht vollständig bedeckt, sondern diese nur teilweise bedeckt.

Kurze Beschreibung der Abbildungen

Die Fig. 1A und 1B sind Ansichten einer Struktur eines herkömmlichen Lichtdetektors.
Die Fig. 2A und 2B sind Ansichten des Lichtdetektors gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel dieser Erfindung.
Die Fig. 3A und 3B sind Ansichten des Lichtdetektors gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel dieser Erfindung.
Die Fig. 4A und 4B sind Ansichten des Lichtdetektors gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel dieser Erfindung.

Beschreibung der bevorzugten Aubführungsbeispiele

Ein erstes Ausführungsbeispiel dieser Erfindung wird unter Bezugnahme auf Fig. 2 erläutert. Fig. 2A ist eine Drauf sicht auf den Lichtdetektor gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel und Fig. 2B ist eine Querschnittsdarstellung längs der Linie X-X'. Auf einem n+InP- (Indium-Phosphid) Halbleitersubstrat 21 mit einer auf der Unterseite gebildeten n-Elektrode 28 sind gebildet eine undotierte InP-Pufferschicht 22a (Ladungsträgerkonzentration: n=2x10 ¹&sup5;cm&supmin;³, Dicke: 2 µm), eine lichtempfindliche, undotierte InGaAs- (Indium-Gallium- Arsenid) Schicht 22b (n=3x10¹&sup5;cm&supmin;³, Dicke: 3,5 µm) und eine undotierte InP-Fensterschicht 22c (n=1x10¹&sup5;cm&supmin;³, Dicke: 2 µm) zum Verringern eines Dunkelstroms. In der lichtempfindlichen Schicht 22b und der Festerschicht 22c sind ein erster Bereich 23 des p-Typs und ein zweiter Bereich 24 des p-Typs durch selektives Eindiffundieren von Zn gebildet. Der erste Bereich 23 hat einen Durchmesser von 200 µm und der zweite Bereich 24 (Ladungseinfangbereich) ist 40 µm breit. Der Bereich des n-Typs zwischen dem ersten Bereich 23 und dem zweiten Bereich 24 um den ersten Bereich 23 ist 10 µm breit. Eine p-Elektrode 25 ist auf dem ersten Bereich 23 gebildet und eine reflexionsmindernde Schicht oder eine Antireflexschicht 26 ist auf dem innerhalb der Elektrode 25 liegenden Teil des Bereichs 23 und eine vorrichtungsschützende Schicht oder Passivierungsschicht 27 ist auf dem außerhalb der Elektrode 25 liegenden Teil des ersten Bereichs 23 und auf der Fensterschicht 22c einschließlich des zweiten Bereichs 24 gebildet.
Bei dieser Struktur werden Elektronen und Löcher, die durch auf dem lichtempfindlichen Bereich 30 einfallendes Licht erzeugt werden, aufgeteilt zum Halbleitersubstrat 21 bzw. zum ersten Bereich 23 und werden beschleunigt. Folglich kann außen ein Photostrom entnommen werden und ein optisches Signal kann festgestellt werden. Falls Licht auf andere Teile als den lichtempfindlichen Bereich 30 fällt, werden nutzlos erzeugte Ladungsträger durch ein eingebautes Potential eingefangen, das im zweiten Bereich 24 gebildet ist, der wiederum in die Halbleiterkristallschichten 22a, 22b und 22c eingebettet ist, und werden daran gehindert den lichtempfindlichen Bereich 30 zu betreten. Schließlich kann ein zum Feststellen eines optischen Signals notwendiger Photostrom entnommen werden.
Aber ein Teil der Ladungsträger, die durch den zweiten Bereich 24 absorbiert und eingefangen werden, rekombiniert und wird in der Halbleiterkristallschicht vernichtet, aber die anderen werden im zweiten Bereich 24 angesammelt. Besonders wenn ein Lichtimpuls hoher Intensität eingegeben wird, ist der Anteil der durch Rekombination vernichteten Ladungsträger gering und die meisten der verbleibenden Ladungsträger werden im zweiten Bereich 24 angesammelt. Hieraus resultierend wird ein im zweiten Bereich gebildetes, eingebautes Potential schwach und der Anteil von durch den zweiten Bereich eingefangenen Ladungsträgern wird vermindert. Gestreute Ladungsträger mit einer geringen Übergangsgeschwindigkeit strömen in den lichtempfindlichen Bereich 30 und ein Ausläufer wird beim letzten Übergang einer Ansprechwellenform des Lichtimpulses erzeugt. Folglich werden die elektrischen und optischen Kennwerte der Vorrichtung beeinflußt.
Die oben beschriebene Beeinflußung ist bemerkenswert, besonders in dem Fall, daß der zweite Bereich 24 nicht an der Endfläche des zweiten Bereichs 24 beleuchtet wird. In diesem Fall finden Rekombinationen und Auslöschungen der Ladungsträger kaum statt und demgemäß werden Ladungsträger im zweiten Bereich 24 angesammelt. In diesem Zustand werden, wie oben beschrieben, elektrische und optische Kennwerte beeinflußt. Falls der zweite Bereich 24 an einer Endfläche der Vorrichtung beleuchtet wird, neigen die Ladungsträger dazu an der Endfläche auszutreten und zu rekombinieren. Folglich werden die meisten Ladungsträger nicht im zweiten Bereich 24 angesammelt und demgemäß neigt ein im zweiten Bereich 24 eingebautes Potential nicht dazu abgesenkt zu werden. Folglich verringert sich der Anteil von im zweiten Bereich 24 eingefangenen Ladungsträgern nicht, mit dem Ergebnis, daß die elektrischen und optischen Kennwerte nicht ernstlich beeinflußt werden. Beim Anwenden des Lichtdetektors gemäß dieser Erfindung bei verschiedenen, optischen Vorrichtungen, ist es jedoch notwendig die erzeugten Ladungsträger schneller zu vernichten, um einen Zustand aufrecht zu erhalten, in dem keine Ladungsträger im zweiten Bereich 24 angesammelt werden, selbst wenn Licht hoher Intensität eingegeben wird.
Um den oben beschriebenen Einfluß zu eliminieren, wird hier, wie in Fig. 2 dargestellt, zusätzlich zur oben beschriebenen Struktur ein Metallfilm 31 auf den Halbleiterkristallschichten 22a, 22b und 22c so gebildet, daß sie sowohl mit dem zweiten Bereich 24 des p-Typs als auch mit dem Bereich des n-Typs außerhalb des zweiten Bereichs 24 in Kontakt stehen. Diese Metallschicht 31 wird durch Legieren von Au/Zn/Au gebildet und steht auf einer Breite von 10 µm sowohl mit dem zweiten Bereich 24 als auch mit dem Bereich des n-Typs außerhalb des zweiten Bereichs 24 in Kontakt. Die Fläche der Metalischicht 31 ist 20 µm x 40 µm.
Vorzugsweise ist die lichtempfindliche Schicht 22b für einen guten Absorptionswirkungsgrad beim einfallenden Licht 2 - 7 µm dick , aber die Größe ist nicht notwendigerweise auf diesen Bereich beschränkt. Der Bereich des n-Typs zwischen dem ersten Bereich 23 des p-Typs und dem zweiten Bereich 24 des p-Typs ist vorzugsweise 2 - 40 µm breit, aber die Breite ist nicht notwendigerweise auf diesen Bereich beschränkt. Die Form und die Breite der Metallschicht 31, die mit dem Bereich des n-Typs und dem zweiten Bereich 24 des p-Typs in Kontakt steht, sind nicht notwendigerweise auf obige beschränkt.
Wenn bei der oben beschriebenen Struktur Licht auf andere Bereiche als den lichtempfindlichen Bereich 30 einfällt, werden nutzlose Ladungsträger der erzeugten Ladungsträger durch den zweiten Bereich 24 eingefangen, der ein Ladungseinfangbereich ist. Folglich wird beim letzten Übergang oder beim Ausläufer eines Lichtimpulses kein Abfall erzeugt und ein nur für die Feststellung eines optischen Signals notwendiger Photostrom kann entnommen werden. Die eingefangenen Ladungsträger rekombinieren und werden durch die Metallschicht 31 vernichtet, die die Fensterschicht 22c und den zweiten Bereich 24 kurzschließt, und werden nicht im zweiten Bereich 24 angesammelt. Demgemäß wird ein Anteil der vom zweiten Bereich 24 eingefangenen Ladungsträger nicht verkleinert und die elektrischen Kennwerte sowie die optischen Kennwerte werden nicht beeinflußt. Bezüglich der Struktur ist es nicht notwendig eine zusätzliche Elektrode vorzusehen und diese mit der Elektrode 28 zu verbinden, um die angesammelten Ladungsträger zu entnehmen. Die Vorrichtung kann eine vereinfachte Struktur aufweisen. Der Durchmesser des Bereichs 23 usw. ist nicht auf die Werte dieses Ausführungsbeispiels beschränkt.
Der Lichtdetektor gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel dieser Erfindung wird anhand von Fig. 3 erklärt. Fig. 3A ist eine Draufsicht auf den Lichtdetektor gemäß diesem Ausführungsbeispiel und Fig. 3b ist eine Querschnittsansicht längs der Linie X-X'. Auf einem Fedotierten InP-Substrat 21 (spezifischer Widerstand: = 1 MΩ cm) sind eine undotierte InP-Pufferschicht 22a (n=1x10¹&sup5;cm&supmin;³, Dicke: 1 µm), eine lichtempfindliche, undotierte InGaAs-Schicht 22b (n=1x10¹&sup5;cm&supmin;³, Dicke: 4 µm) und eine undotierte Fensterschicht 22c (n=2x10¹&sup5;cm&supmin;³, Dicke: 3µm) gebildet. In der lichtempfindlichen Schicht 22b und der Fensterschicht 22c sind durch selektives Eindiffundieren von Zn durch ein Ampullen- oder Einschlußrohrverfahren ein erster Bereich 23 des p-Typs und ein zweiter Bereich 24 des p-Typs gebildet. Der erste Bereich hat einen Durchmesser von 300 µm. Aufgrund dieses Bereichs 23 kann eine Struktur vorgesehen werden, die den pn-Übergang als den lichtempfindlichen Bereich einschließt. Der Bereich des n-Typs zwischen dem ersten Bereich 23 und dem zweiten Bereich 24 ist 20 µm breit. Auf dem ersten Bereich 23 ist eine p-Elektrode 25 vorgesehen. Eine Antireflexionsschicht 26 ist auf dem innerhalb der Elektrode 25 liegenden Teil des Bereichs 23 vorgesehen und eine vorrichtungsschützende Schicht 27 wird auf dem außerhalb der Elektrode 25 liegenden Teil des Bereichs 23, auf dem zweiten Bereich 24 in der Fensterschicht 22c gebildet. Eine n-Elektrode 48 für den Lichtdetektor wird auf dem außerhalb des zweiten Bereichs 24 liegenden Teil der InP-Fensterschicht 22c und auf einem Teil des zweiten Bereichs 24 gebildet. Die n-Elektode 48 hat einen Innendurchmesser von 330 µm und liegt auf einer Breite von 5 µm auf dem zweiten Bereich 24.
Bei der oben beschriebenen Struktur kann die Elektrode 48, die sowohl mit dem zweiten Bereich 24 des p-Typs als auch mit der Fensterschicht 22c des n-Typs in Kontakt steht, als die n-Elektrode 28 (Fig.2) zum Entnehmen eines photoelektrischen Stroms wirken und als die Metallschicht 31 (Fig. 2) zum Rekombinieren von Ladungsträgern, die durch den zweiten Bereich 24 (Ladungseinfangbereich) eingefangen wurden. Das zweite Ausführungsbeispiel weist eine einfache Struktur auf, kann aber den gleichen vorteilhaften Effekt wie das erste Ausführungsbeispiel erzeugen.
Der Lichtdetektor gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel dieser Erfindung wird anhand von Fig. 4 erklärt. Fig. 4A ist eine Draufsicht auf den Lichtdetektor gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel dieser Erfindung und die Fig. 4B ist eine Querschnittsansicht längs der Linie X-X'. Wie dargestellt, ist auf der Oberfläche eines Halbleitersubstrats 21 des n-Typs (erster Leitfähigkeitstyp) mit einer auf der Unterseite gebildeten n-Elektrode 28 eine Halbleiterkristallschicht 22 des n-Typs gebildet. Ein erster Bereich 23 des p-Typs (zweiter Leitfähigkeitstyp) ist auf der Halbleiterkristallschicht 22 durch Eindiffundieren eines Dotanten mittels eines Ampullenverfahrens gebildet. Der erste Bereich 23 hat einen Durchmesser von 300 µm. Der erste Bereich 23 bildet einen pn-Übergang, der ein lichtempfindlicher Bereich 30 ist. Dieser erste Bereich 23 ist von einem zweiten Bereich 24 des p-Typs umgeben, der durch Eindiffundieren eines Dotanten als ein Ladungseinfangbereich ausgebildet ist. Der zweite Bereich 24 hat einen Abstand von 20 µm zum ersten Bereich 23. Eine Elektrode 25 des p-Typs (zweiter Leitfähigkeitstyp) ist auf dem ersten Bereich 23 vorgesehen. Eine Antireflexionsschicht 26 ist auf dem innerhalb der Elektrode 25 liegenden Teil des ersten Bereichs 23 gebildet und eine vorrichtungsschützende Schicht 27 ist auf dem außerhalb der Elektrode 25 liegenden Teil des ersten Bereichs 23 und auf einer Halbleiterkristallschicht 22 einschließlich dem zweiten Bereich 24 gebildet. Eine Metallschicht 31 ist vorgesehen, die mit der Halbleiterkristallschicht 22 und mit dem zweiten Bereich 24 in Kontakt steht. Bei diesem Ausführungsbeispiel steht die Metallschicht 31 mit der Halbleiterkristallschicht 22 bzw. mit dem zweiten Bereich 24 auf einer Breite von 5 µm in Kontakt, sodaß durch den zweiten Bereich eingefangene Ladungsträger rekombinieren und vernichtet werden können. Die Metallschicht 31 weist eine Fluache von 10 µm x 50 µm auf.
Bei dieser Struktur, als auch bei derjenigen gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, werden nutzlose Ladungsträger im zweiten Bereich gesammelt, um sie anschließend durch die Metallschicht 31 zu rekombinieren und zu vernichten. Demgemäß beeinflussen gestreute Ladungsträger niemals die elektrischen Kennwerte der Vorrichtung, wie die Ansprechgeschwindigkeit usw. und dessen optische Kennwerte. Aber im Vergleich zum ersten Ausführungsbeispiel ist ein Nachteil dieses Ausführungsbeispiels, daß Licht dazu neigt in die Umgebung gestreut zu werden, aufgrund der Lage der Metallschicht 31 mit hoher Reflexion nahe des ersten Bereichs 23.
Die Halbleitermaterialien und ihre Abmessungen, auf die oben Bezug genommen wird, dienen nur als Beispiel und können in Ubereinstimmung mit den Anwendungen, den zu verwendenden wellenlängen usw. variiert werden. Z. B. können die Materialien der Halbleiter Verbindungshalbleiter sein, wie GaAs (Gallium-Arsenid), InGaAsP (Indium-Gallium- Arsenid-Phosphid), AlGaAs (Aluminium-Gallium-Arsenid), CdTe (Cadmium-Tellurid), HgCdTe (Quecksilber-Cadmium-Tellurid), InSb (Indium-Antimonid) usw., oder Si (Silizium), Ge (Germanium), usw. Falls AlGaAs für die lichtabsorbierende Schicht verwendet wird, können z. B. GaAs oder andere für die Fensterschicht verwendet werden. Als Dotanten können Be (Berylhum), Cd (Cadmium) usw. verwendet werden. Die Dotanten können durch lonenimplantation oder andere zugeführt werden. Der zweite Bereich und die Halbleiterkristallschicht müssen nicht notwendigerweise durch eine Metallschicht kurzgeschlossen sein, sondern können durch eine Halbleiterschicht kurzgeschlossen sein. Die Metallschicht kann z. B. durch Vakuumverdampfen einer AuGeNi-Legierung oder durch Abscheiden von Au/Ge/Ni auf der Halbleiterkristallschicht und durch Legieren derselben gebildet sein. Die Halbleiterschicht kann z. B. durch amorphes Silizium vorgesehen werden.

Claims

1. Ein Lichtdetektor mit:

einem ersten Bereich (23), der aus einem Halbleiter eines zweiten Leitfähigkeitstyps gebildet ist und in einer Halbleiterschicht (22) eines ersten Leitfähigkeitstyps eingebettet ist;

einem zweiten Bereich (24), der aus dem Halbleiter des zweiten Leitfähigkeitstyps gebildet ist und so eingebettet ist, daß er vom ersten Bereich (23) beabstandet ist und diesen umgibt; und

einer Leiterschicht (31), die sowohl auf einem Teil der Oberfläche der Halbleiterschicht (22) des ersten Leitfähigkeitstyps als auch auf einem Teil der Oberfläche des zweiten Bereichs (24) vorgesehen ist, sodaß die Halbleiterschicht des ersten Leitfähigkeitstyps und der zweite Bereich kurzgeschlossen sind.

2. Ein Lichtdetektor gemäß Anspruch 1, bei dem die Leiterschicht eine Metallschicht ist.

3. Ein Lichtdetektor gemäß Anspruch 1, bei dem die Leiterschicht eine vorzugsweise aus amorphem Silizium gebildete, leitfähige Halbleiterschicht ist.

4. Ein Lichtdetektor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem der zweite Bereich (24) ringförmig ist und die Leiterschicht (31) auf einem Oberflächenbereich vorgesehen ist, der eine Grenzfläche zwischen dem zweiten Bereich (24) und einem Teil der Halbleiterschicht (22) des ersten Leitfähigkeitstyps außerhalb des zweiten Bereichs (24) einschließt.

5. Ein Lichtdetektor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die Leiterschicht (31) auf einem Oberflächenbereich vorgesehen ist, der eine Grenzfläche zwischen dem zweiten Bereich (24) und einem Teil der Halbleiterschicht (22) des ersten Leitfähigkeitstyps zwischen dem ersten und dem zweiten Bereich (23, 24) einschließt.

6. Ein Lichtdetektor gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,

bei dem eine erste Ausgabeelektrode (25) mit der Oberfläche des ersten Bereichs (23) verbunden ist und eine zweite Ausgabeelektrode (28) mit der Unterseite eines Substrats (21) verbunden ist, das auf der Unterseite der Halbleiterschicht (22) des ersten Leitfähigkeitstyps vorgesehen ist.

7. Ein Lichtdetektor gemäß Anspruch 4 oder 5, bei dem eine erste Ausgabeelektrode (25) mit der Oberfläche des ersten Bereichs (23) verbunden ist und eine zweite Ausgabeelektrode (48) mittels der Leiterschicht vorgesehen ist.

8. Ein Lichtdetektor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem die Halbleiterschicht (22) des ersten Leitfähigkeitstyps eine auf einem Substrat (21) gebildete Pufferschicht (22a), eine auf der Pufferschicht (22a) gebildete, lichtabsorbierende Schicht (22b) sowie eine auf der lichtabsorbierenden Schicht (22b) gebildete Fensterschicht (22c) aufweist; und sich der zweite Bereich (24) von der Fensterschicht (22c) bis zur lichtabsorbierenden Schicht (22b) erstreckt.

9. Ein Lichtdetektor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem die Leiterschicht teilweise die Grenzfläche zwischen der Oberfläche der Halbleiterschicht (22) des ersten Leitfähigkeitstyps und die Oberfläche des zweiten Bereichs (24) bedeckt.

10. Ein Lichtdetektor gemäß Anspruch 2, bei dem die Metallschicht aus einer AuZn-Legierung, einer AuGeNi-Legierung oder TiAu gebildet ist.

11. Ein Lichtdetektor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, bei dem die Halbleiterschicht des ersten Leitfähigkeitstyps aus InGaAs, GaAs, InGaAsP, AlGaAs, CdTe, HgCdTe, InSb, Si, Ge oder InP gebildet ist.

12. Ein Lichtdetektor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, bei dem der erste und der zweite Bereich (23, 24) durch die Diffusion von Zn, Be oder Cd gebildet sind.