JP2003110133A - アバランシェフォトダイオード - Google Patents
アバランシェフォトダイオードInfo
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/08—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors
- H01L31/10—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors characterised by potential barriers, e.g. phototransistors
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- H01L31/102—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by only one potential barrier
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 アバランシェフォトダイオード(avalanche p
hotodiode)の提供。 【解決手段】 基板の下に下部電極が形成された半導体
基板と、内部電界によって注入されたキャリアがイオン
化衝突を通じて新たな電子-正孔の対を生成する増幅層
と、入射された光によって励起された電子-正孔の対が
内部電界によって分離されるにつれて前記キャリアを生
成する吸収層とを含むアバランシェフォトダイオードに
おいて、前記吸収層上に形成され、その中心に形成され
たコア部と相互離隔したまま前記コア部を囲むガード部
とから構成された接触層と、前記下部電極及び前記内部
電界を形成し、前記コア部上に形成されたコア電極及び
前記ガード部上に形成されたガード電極からなる上部電
極とをさらに備える。
hotodiode)の提供。 【解決手段】 基板の下に下部電極が形成された半導体
基板と、内部電界によって注入されたキャリアがイオン
化衝突を通じて新たな電子-正孔の対を生成する増幅層
と、入射された光によって励起された電子-正孔の対が
内部電界によって分離されるにつれて前記キャリアを生
成する吸収層とを含むアバランシェフォトダイオードに
おいて、前記吸収層上に形成され、その中心に形成され
たコア部と相互離隔したまま前記コア部を囲むガード部
とから構成された接触層と、前記下部電極及び前記内部
電界を形成し、前記コア部上に形成されたコア電極及び
前記ガード部上に形成されたガード電極からなる上部電
極とをさらに備える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、フォトダイオード
に関し、特に、アバランシェフォトダイオード(avalanc
he photodiode)に関する。
に関し、特に、アバランシェフォトダイオード(avalanc
he photodiode)に関する。
【０００２】
【従来の技術】通常、アバランシェフォトダイオード
は、入力された光信号を電気信号に変換するフォトダイ
オードの一種であって、高い電界(electric field)が加
えられた領域にキャリア(carrier)が注入されてアバラ
ンシェ効果によって入力信号を増幅する素子である。ま
た、アバランシェフォトダイオードとして代表的なもの
が、プレーナータイプ(planar type)及びメサタイプ(me
sa type)アバランシェフォトダイオードである。このよ
うな２種類のアバランシェフォトダイオードは、共通的
に半導体基板上に増幅層及び吸収層を積層した構造を有
することが一般的である。
は、入力された光信号を電気信号に変換するフォトダイ
オードの一種であって、高い電界(electric field)が加
えられた領域にキャリア(carrier)が注入されてアバラ
ンシェ効果によって入力信号を増幅する素子である。ま
た、アバランシェフォトダイオードとして代表的なもの
が、プレーナータイプ(planar type)及びメサタイプ(me
sa type)アバランシェフォトダイオードである。このよ
うな２種類のアバランシェフォトダイオードは、共通的
に半導体基板上に増幅層及び吸収層を積層した構造を有
することが一般的である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、プレーナータ
イプアバランシェフォトダイオードは、必須的に、ｐ-
ｎ接合半導体のエッジ部分が曲率を有するが、同一なバ
イアス電圧(bias voltage)に対して、前記エッジ部分で
の電界が平面接合部分での電界より大きくなるので、空
間的に利得差が発生する短所があった。一方、メサタイ
プアバランシェフォトダイオードは、空間的に均一な電
界を得るのに有利であるが、バンドギャップ(band gap)
が小さい吸収層での表面漏れ電流(surface leakage cur
rent)及び動作中信頼度の低下が発生する問題点があっ
た。
イプアバランシェフォトダイオードは、必須的に、ｐ-
ｎ接合半導体のエッジ部分が曲率を有するが、同一なバ
イアス電圧(bias voltage)に対して、前記エッジ部分で
の電界が平面接合部分での電界より大きくなるので、空
間的に利得差が発生する短所があった。一方、メサタイ
プアバランシェフォトダイオードは、空間的に均一な電
界を得るのに有利であるが、バンドギャップ(band gap)
が小さい吸収層での表面漏れ電流(surface leakage cur
rent)及び動作中信頼度の低下が発生する問題点があっ
た。
【０００４】従って、本発明の目的は、均一な電界を得
るのみならず、表面漏れ電流を最小化することができる
アバランシェフォトダイオードを提供することにある。
るのみならず、表面漏れ電流を最小化することができる
アバランシェフォトダイオードを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記のような目的を達成
するために、本発明は、基板の下に下部電極が形成され
た半導体基板と、内部電界によって注入されたキャリア
がイオン化衝突を通じて新たな電子-正孔の対を生成す
る増幅層と、入射された光によって励起された電子-正
孔の対が内部電界によって分離されるにつれて前記キャ
リアを生成する吸収層とを含むアバランシェフォトダイ
オードにおいて、前記吸収層上に形成され、その中心に
形成されたコア部と相互離隔したまま前記コア部を囲む
ガード部とから構成された接触層と、前記下部電極及び
前記内部電界を形成し、前記コア部上に形成されたコア
電極及び前記ガード部上に形成されたガード電極からな
る上部電極をさらに備えることを特徴とする。
するために、本発明は、基板の下に下部電極が形成され
た半導体基板と、内部電界によって注入されたキャリア
がイオン化衝突を通じて新たな電子-正孔の対を生成す
る増幅層と、入射された光によって励起された電子-正
孔の対が内部電界によって分離されるにつれて前記キャ
リアを生成する吸収層とを含むアバランシェフォトダイ
オードにおいて、前記吸収層上に形成され、その中心に
形成されたコア部と相互離隔したまま前記コア部を囲む
ガード部とから構成された接触層と、前記下部電極及び
前記内部電界を形成し、前記コア部上に形成されたコア
電極及び前記ガード部上に形成されたガード電極からな
る上部電極をさらに備えることを特徴とする。
【０００６】望ましくは、前記アバランシェフォトダイ
オードは、前記吸収層及び増幅層にそれぞれ相対的に強
度が低い電界と、強度が高い電界とを印加するために前
記増幅層と吸収層との間に形成された電荷層をさらに備
える。望ましくは、前記アバランシェフォトダイオード
は、前記増幅層と吸収層との間に形成され、前記キャリ
アが前記増幅層に円滑に注入されるようにする遷移層を
さらに備える。
オードは、前記吸収層及び増幅層にそれぞれ相対的に強
度が低い電界と、強度が高い電界とを印加するために前
記増幅層と吸収層との間に形成された電荷層をさらに備
える。望ましくは、前記アバランシェフォトダイオード
は、前記増幅層と吸収層との間に形成され、前記キャリ
アが前記増幅層に円滑に注入されるようにする遷移層を
さらに備える。
【０００７】望ましくは、前記アバランシェフォトダイ
オードは、前記増幅層及び接触層の露出した表面上に積
層され、前記増幅層及び接触層の露出した表面の絶縁及
び保護機能を遂行する絶縁層をさらに備える。望ましく
は、前記絶縁層は、透明な材質で形成されて前記アバラ
ンシェフォトダイオードに入射する光をその内部に透過
させる。
オードは、前記増幅層及び接触層の露出した表面上に積
層され、前記増幅層及び接触層の露出した表面の絶縁及
び保護機能を遂行する絶縁層をさらに備える。望ましく
は、前記絶縁層は、透明な材質で形成されて前記アバラ
ンシェフォトダイオードに入射する光をその内部に透過
させる。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明に従う好適な実施形
態について添付図を参照しつつ詳細に説明する。下記の
説明において、本発明の要旨のみを明確にする目的で、
関連した公知機能または構成に関する具体的な説明は省
略する。図１乃至図７は、本発明の好適な実施形態によ
るアバランシェフォトダイオードを製作するための過程
を示し、図８は、前記アバランシェフォトダイオードの
最終構造を示す。図８に示すように、前記アバランシェ
フォトダイオードは、ｎ形下部電極２００、ｎ形ＩｎＰ
基板１００、ｎ形ＩｎＰ増幅層(amplification layer)
１１０、ｎ形ＩｎＰ電荷層(charge layer)１２０、ｎ形
ＩｎＧａＡｓＰ遷移層(grading layer)１３０、ｎ形Ｉ
ｎＧａＡｓ吸収層(absorption layer)１４０、ｐ形Ｉｎ
Ｐ接触層(contact layer)１５０、絶縁層(insulation l
ayer)１７０、及びｐ形上部電極１８０と１９０から構
成される。
態について添付図を参照しつつ詳細に説明する。下記の
説明において、本発明の要旨のみを明確にする目的で、
関連した公知機能または構成に関する具体的な説明は省
略する。図１乃至図７は、本発明の好適な実施形態によ
るアバランシェフォトダイオードを製作するための過程
を示し、図８は、前記アバランシェフォトダイオードの
最終構造を示す。図８に示すように、前記アバランシェ
フォトダイオードは、ｎ形下部電極２００、ｎ形ＩｎＰ
基板１００、ｎ形ＩｎＰ増幅層(amplification layer)
１１０、ｎ形ＩｎＰ電荷層(charge layer)１２０、ｎ形
ＩｎＧａＡｓＰ遷移層(grading layer)１３０、ｎ形Ｉ
ｎＧａＡｓ吸収層(absorption layer)１４０、ｐ形Ｉｎ
Ｐ接触層(contact layer)１５０、絶縁層(insulation l
ayer)１７０、及びｐ形上部電極１８０と１９０から構
成される。
【０００９】前記基板１００は、ｎ形ＩｎＰ基板であっ
て、前記ｎ形ＩｎＰ基板１００の下には、ｎ形下部電極
２００が積層される。前記ｎ形ＩｎＰ基板１００上に形
成されたｎ形ＩｎＰ増幅層１１０は、注入されたキャリ
アがイオン化衝突(ionization collision)を通じて新た
な電子-正孔の対を生成することによる内部の増幅利得
を発生させる。前記ｎ形ＩｎＰ増幅層１１０上に形成さ
れたｎ形ＩｎＰ電荷層１２０は、前記ｎ形ＩｎＧａＡｓ
吸収層１４０及び前記ｎ形ＩｎＰ増幅層１１０のそれぞ
れに相対的に強度がが低電界と、強度が高い電界とを印
加するために形成される。前記ｎ形ＩｎＰ電荷層１２０
上に形成されたｎ形ＩｎＧａＡｓＰ遷移層１３０は、前
記キャリアが前記ｎ形ＩｎＰ増幅層１１０に円滑に注入
されるようにする機能を遂行する。
て、前記ｎ形ＩｎＰ基板１００の下には、ｎ形下部電極
２００が積層される。前記ｎ形ＩｎＰ基板１００上に形
成されたｎ形ＩｎＰ増幅層１１０は、注入されたキャリ
アがイオン化衝突(ionization collision)を通じて新た
な電子-正孔の対を生成することによる内部の増幅利得
を発生させる。前記ｎ形ＩｎＰ増幅層１１０上に形成さ
れたｎ形ＩｎＰ電荷層１２０は、前記ｎ形ＩｎＧａＡｓ
吸収層１４０及び前記ｎ形ＩｎＰ増幅層１１０のそれぞ
れに相対的に強度がが低電界と、強度が高い電界とを印
加するために形成される。前記ｎ形ＩｎＰ電荷層１２０
上に形成されたｎ形ＩｎＧａＡｓＰ遷移層１３０は、前
記キャリアが前記ｎ形ＩｎＰ増幅層１１０に円滑に注入
されるようにする機能を遂行する。
【００１０】前記ｎ形ＩｎＧａＡｓＰ遷移層１３０上に
形成されるｎ形ＩｎＧａＡｓ吸収層１４０は、前記アバ
ランシェフォトダイオードに入射された光によって励起
された電子-正孔の対が加えられた電界によって分離さ
れて前記ｎ形ＩｎＰ増幅層１１０に注入される前記キャ
リアを生成する機能を遂行する。前記ｎ形ＩｎＧａＡｓ
吸収層１４０上に形成されるｐ形ＩｎＰ接触層１５０
は、前記ｐ形上部電極１８０及び１９０とのオーム接合
(ohmic contact)を形成する目的で他の半導体層より高
い導電率を有し、その中心に形成されたコア部(core pa
rt)１５４と相互離隔したまま、前記コア部１５４を囲
むガード部(guard part)１５８から構成される。前記ガ
ード部１５８は、前記コア部１５４と離隔しているの
で、前記コア部１５４を外部に露出した半導体表面と電
気的に隔離させる機能を遂行する。すなわち、前記ガー
ド部１５８は、表面漏れ電流の電気的な通路を形成する
前記コア部１５４を外部に露出した表面と隔離させるこ
とにより、表面漏れ電流に対する通路を実質的に遮断す
る機能を遂行する。
形成されるｎ形ＩｎＧａＡｓ吸収層１４０は、前記アバ
ランシェフォトダイオードに入射された光によって励起
された電子-正孔の対が加えられた電界によって分離さ
れて前記ｎ形ＩｎＰ増幅層１１０に注入される前記キャ
リアを生成する機能を遂行する。前記ｎ形ＩｎＧａＡｓ
吸収層１４０上に形成されるｐ形ＩｎＰ接触層１５０
は、前記ｐ形上部電極１８０及び１９０とのオーム接合
(ohmic contact)を形成する目的で他の半導体層より高
い導電率を有し、その中心に形成されたコア部(core pa
rt)１５４と相互離隔したまま、前記コア部１５４を囲
むガード部(guard part)１５８から構成される。前記ガ
ード部１５８は、前記コア部１５４と離隔しているの
で、前記コア部１５４を外部に露出した半導体表面と電
気的に隔離させる機能を遂行する。すなわち、前記ガー
ド部１５８は、表面漏れ電流の電気的な通路を形成する
前記コア部１５４を外部に露出した表面と隔離させるこ
とにより、表面漏れ電流に対する通路を実質的に遮断す
る機能を遂行する。
【００１１】前記ｎ形ＩｎＧａＡｓ吸収層１４０及びｐ
形ＩｎＰ接触層１５０上に形成される絶縁層１７０は、
ＳｉＮｘ、ＳｉＯ２、及びポリイミドなどの透明な材質
で形成され、前記ｎ形ＩｎＧａＡｓ吸収層１４０及びｐ
形ＩｎＰ接触層１５０の露出した表面の絶縁及び保護機
能を遂行する。また、前記絶縁層１７０のうち、前記ｐ
形ＩｎＰ接触層１５０上に形成された部分は、前記アバ
ランシェフォトダイオードに入射する光をその内部へ透
過させる。前記ｐ形ＩｎＰ接触層１５０上に形成される
ｐ形上部電極１８０及び１９０は、前記コア部１５４
上に形成されるコア電極１８０と前記ガード部１５８上
に形成されるガード電極１９０とから構成される。前記
コア電極１８０は、印加された電圧によってその下部に
活性領域(active region)を形成する機能を遂行し、前
記活性領域を通じてアバランシェ効果による増幅が得ら
れる。また、前記ガード電極１９０は、印加された電圧
によってその下部にガード領域を形成する機能を遂行
し、前記活性領域の大きさを定義する機能を遂行する。
すなわち、前記活性領域を定義する等電位線及び前記ガ
ード領域を定義する等電位線は相互交差しないので、前
記ガード領域を定義する等電位線の大きさを調節するこ
とによって、相対的に前記活性領域を定義する等電位線
の大きさが調節される。例えば、前記ガード電極１９０
に加えられる電圧をより高め、前記コア電極１８０に加
えられる電圧をそのまま保持する場合、前記ガード領域
を定義する等電位線はより拡大し、相対的に前記活性領
域を定義する等電位線は、より縮小される結果をもたら
す。
形ＩｎＰ接触層１５０上に形成される絶縁層１７０は、
ＳｉＮｘ、ＳｉＯ２、及びポリイミドなどの透明な材質
で形成され、前記ｎ形ＩｎＧａＡｓ吸収層１４０及びｐ
形ＩｎＰ接触層１５０の露出した表面の絶縁及び保護機
能を遂行する。また、前記絶縁層１７０のうち、前記ｐ
形ＩｎＰ接触層１５０上に形成された部分は、前記アバ
ランシェフォトダイオードに入射する光をその内部へ透
過させる。前記ｐ形ＩｎＰ接触層１５０上に形成される
ｐ形上部電極１８０及び１９０は、前記コア部１５４
上に形成されるコア電極１８０と前記ガード部１５８上
に形成されるガード電極１９０とから構成される。前記
コア電極１８０は、印加された電圧によってその下部に
活性領域(active region)を形成する機能を遂行し、前
記活性領域を通じてアバランシェ効果による増幅が得ら
れる。また、前記ガード電極１９０は、印加された電圧
によってその下部にガード領域を形成する機能を遂行
し、前記活性領域の大きさを定義する機能を遂行する。
すなわち、前記活性領域を定義する等電位線及び前記ガ
ード領域を定義する等電位線は相互交差しないので、前
記ガード領域を定義する等電位線の大きさを調節するこ
とによって、相対的に前記活性領域を定義する等電位線
の大きさが調節される。例えば、前記ガード電極１９０
に加えられる電圧をより高め、前記コア電極１８０に加
えられる電圧をそのまま保持する場合、前記ガード領域
を定義する等電位線はより拡大し、相対的に前記活性領
域を定義する等電位線は、より縮小される結果をもたら
す。
【００１２】図１乃至図７は、図８に示すアバランシェ
フォトダイオードの製作過程を詳細に説明する。図１を
参照すると、液相エピタキシャル成長法(liquid phase
epitaxial growth； ＬＰＥ Growth)、分子線エピタキ
シャル成長法(molecular beam epitaxialgrowth；ＭＢ
Ｅ Growth)、または有機金属化学気相蒸着法(metalorga
nic chemical vapor deposition；ＭＯＣＶＤ)のような
多様な技術を利用して、ｎ形ＩｎＰ基板１００上にｎ形
ＩｎＰ増幅層１１０、ｎ形ＩｎＰ電荷層１２０、ｎ形Ｉ
ｎＧａＡｓＰ遷移層１３０、ｎ形ＩｎＧａＡｓ吸収層１
４０、及びｐ形ＩｎＰ接触層１５０を順次に積層させ
る。この後、前記ｐ形ＩｎＰ接触層１５０上に液体状態
のフォトレジスト(photoresist)を積層させた後、前記
ｎ形ＩｎＰ基板１００を高速で回転させて前記ｐ形Ｉｎ
Ｐ接触層１５０上に一定の厚さのフォトレジスト層１６
０を形成することができる。
フォトダイオードの製作過程を詳細に説明する。図１を
参照すると、液相エピタキシャル成長法(liquid phase
epitaxial growth； ＬＰＥ Growth)、分子線エピタキ
シャル成長法(molecular beam epitaxialgrowth；ＭＢ
Ｅ Growth)、または有機金属化学気相蒸着法(metalorga
nic chemical vapor deposition；ＭＯＣＶＤ)のような
多様な技術を利用して、ｎ形ＩｎＰ基板１００上にｎ形
ＩｎＰ増幅層１１０、ｎ形ＩｎＰ電荷層１２０、ｎ形Ｉ
ｎＧａＡｓＰ遷移層１３０、ｎ形ＩｎＧａＡｓ吸収層１
４０、及びｐ形ＩｎＰ接触層１５０を順次に積層させ
る。この後、前記ｐ形ＩｎＰ接触層１５０上に液体状態
のフォトレジスト(photoresist)を積層させた後、前記
ｎ形ＩｎＰ基板１００を高速で回転させて前記ｐ形Ｉｎ
Ｐ接触層１５０上に一定の厚さのフォトレジスト層１６
０を形成することができる。
【００１３】図２は、図１に示した振幅マスク(amplitu
de mask)２１０を概略的に示す斜視図である。図１及び
図２を参照すると、前記フォトレジスト層(photoresist
layer)１６０上にリング形態を有するスリット(slit)
２１２を有する振幅マスク２１０が位置され、前記振幅
マスク２１０に紫外線を照射する。前記振幅マスク２１
０は、前記スリット２１２に入射される紫外線はそのま
ま通過させ、前記スリット２１２の以外の部分２１４に
入射される紫外線は遮断する。従って、前記スリット２
１２を通過した紫外線で前記フォトレジスト層１６０を
照射した後、エッチング過程を通じて図３に示すような
フォトレジスト層１６０を得ることができる。
de mask)２１０を概略的に示す斜視図である。図１及び
図２を参照すると、前記フォトレジスト層(photoresist
layer)１６０上にリング形態を有するスリット(slit)
２１２を有する振幅マスク２１０が位置され、前記振幅
マスク２１０に紫外線を照射する。前記振幅マスク２１
０は、前記スリット２１２に入射される紫外線はそのま
ま通過させ、前記スリット２１２の以外の部分２１４に
入射される紫外線は遮断する。従って、前記スリット２
１２を通過した紫外線で前記フォトレジスト層１６０を
照射した後、エッチング過程を通じて図３に示すような
フォトレジスト層１６０を得ることができる。
【００１４】図３を参照すると、前記フォトレジスト層
１６０に図２に示したスリット２１２と類似している形
態の溝が形成される。また、前記溝によって前記ｐ形Ｉ
ｎＰ接触層１５０の上面が外部の大気に一部露出する。
その後、前記フォトレジスト層１６０を利用して前記ｐ
形ＩｎＰ接触層１５０を部分エッチングする。このと
き、前記ｐ形ＩｎＰ接触層１５０をエッチングする方法
にて反応イオンエッチング(Reactive-Ion-Etching；Ｒ
ＩＥ)工程を利用することができる。その後、フォトレ
ジストの除去液を利用して前記フォトレジスト層１６０
をエッチングすると、図４に示すようなｐ形ＩｎＰ接触
層１５０を得ることができる。図４を参照すると、前記
ｐ形ＩｎＰ接触層１５０は、コア部１５４と前記コア部
１５４を囲むガード部１５８とからなり、前記コア部１
５４とガード部１５８は相互離隔している。
１６０に図２に示したスリット２１２と類似している形
態の溝が形成される。また、前記溝によって前記ｐ形Ｉ
ｎＰ接触層１５０の上面が外部の大気に一部露出する。
その後、前記フォトレジスト層１６０を利用して前記ｐ
形ＩｎＰ接触層１５０を部分エッチングする。このと
き、前記ｐ形ＩｎＰ接触層１５０をエッチングする方法
にて反応イオンエッチング(Reactive-Ion-Etching；Ｒ
ＩＥ)工程を利用することができる。その後、フォトレ
ジストの除去液を利用して前記フォトレジスト層１６０
をエッチングすると、図４に示すようなｐ形ＩｎＰ接触
層１５０を得ることができる。図４を参照すると、前記
ｐ形ＩｎＰ接触層１５０は、コア部１５４と前記コア部
１５４を囲むガード部１５８とからなり、前記コア部１
５４とガード部１５８は相互離隔している。
【００１５】図５を参照すると、化学気相蒸着工程を利
用して前記ｎ形ＩｎＧａＡｓ吸収層１４０及びｐ形Ｉｎ
Ｐ接触層１５０の露出した表面上にＳｉＮｘ絶縁層１７
０を積層する。次に、図６に示すように、エッチング工
程を利用して前記ｐ形ＩｎＰ接触層１５０上に形成され
たＳｉＮｘ絶縁層１７０の部分をエッチングする。図７
を参照すると、前記コア部１５４の露出した表面上に形
成されたコア電極１８０と前記ガード部１５８の露出し
た表面上に形成されたガード電極１９０とからなり、こ
れら電極１８０及び１９０は、ｐ形上部電極を形成す
る。
用して前記ｎ形ＩｎＧａＡｓ吸収層１４０及びｐ形Ｉｎ
Ｐ接触層１５０の露出した表面上にＳｉＮｘ絶縁層１７
０を積層する。次に、図６に示すように、エッチング工
程を利用して前記ｐ形ＩｎＰ接触層１５０上に形成され
たＳｉＮｘ絶縁層１７０の部分をエッチングする。図７
を参照すると、前記コア部１５４の露出した表面上に形
成されたコア電極１８０と前記ガード部１５８の露出し
た表面上に形成されたガード電極１９０とからなり、こ
れら電極１８０及び１９０は、ｐ形上部電極を形成す
る。
【００１６】図８を参照すると、蒸着工程を利用して前
記ｎ形ＩｎＰ基板１００の下部にｎ形下部電極２００を
形成する。前述の如く、本発明の詳細な説明では具体的
な実施形態を参照して詳細に説明してきたが、本発明の
範囲は前記実施形態によって限られるべきではなく、本
発明の範囲内で様々な変形が可能であるということは、
当該技術分野における通常の知識を持つ者には明らかで
ある。
記ｎ形ＩｎＰ基板１００の下部にｎ形下部電極２００を
形成する。前述の如く、本発明の詳細な説明では具体的
な実施形態を参照して詳細に説明してきたが、本発明の
範囲は前記実施形態によって限られるべきではなく、本
発明の範囲内で様々な変形が可能であるということは、
当該技術分野における通常の知識を持つ者には明らかで
ある。
【００１７】
【発明の効果】以上から述べてきたように、本発明によ
るアバランシェフォトダイオードは、接触層のみをメサ
タイプで形成し、ガード部を利用して前記接触層を構成
するコア部を周辺表面と離隔させることにより、均一な
電界のみならず、最小の表面漏れ電流を得ることができ
る。さらに、本発明によるアバランシェフォトダイオー
ドは、 上部電極をコア電極及びガード電極で構成する
ことにより、前記ガード電極を利用して前記コア電極に
よって形成される活性領域の大きさを調節することがで
きる。
るアバランシェフォトダイオードは、接触層のみをメサ
タイプで形成し、ガード部を利用して前記接触層を構成
するコア部を周辺表面と離隔させることにより、均一な
電界のみならず、最小の表面漏れ電流を得ることができ
る。さらに、本発明によるアバランシェフォトダイオー
ドは、 上部電極をコア電極及びガード電極で構成する
ことにより、前記ガード電極を利用して前記コア電極に
よって形成される活性領域の大きさを調節することがで
きる。
【図１】 本発明の好適な実施形態によるアバランシェ
フォトダイオードの製作過程を示す図である。
フォトダイオードの製作過程を示す図である。
【図２】 本発明の好適な実施形態によるアバランシェ
フォトダイオードの製作過程を示す図である。
フォトダイオードの製作過程を示す図である。
【図３】 本発明の好適な実施形態によるアバランシェ
フォトダイオードの製作過程を示す図である。
フォトダイオードの製作過程を示す図である。
【図４】 本発明の好適な実施形態によるアバランシェ
フォトダイオードの製作過程を示す図である。
フォトダイオードの製作過程を示す図である。
【図５】 本発明の好適な実施形態によるアバランシェ
フォトダイオードの製作過程を示す図である。
フォトダイオードの製作過程を示す図である。
【図６】 本発明の好適な実施形態によるアバランシェ
フォトダイオードの製作過程を示す図である。
フォトダイオードの製作過程を示す図である。
【図７】 本発明の好適な実施形態によるアバランシェ
フォトダイオードの製作過程を示す図である。
フォトダイオードの製作過程を示す図である。
【図８】 本発明の好適な実施形態によるアバランシェ
フォトダイオードの構造を示す図である。
フォトダイオードの構造を示す図である。
１００…ｎ型ＩｎＰ基板
１１０…ｎ型ＩｎＰ増幅層
１２０…ｎ型ＩｎＰ電荷層
１３０…ｎ型ＩｎＧａＡｓＰ遷移層
１４０…ｎ型ＩｎＧａＡｓ吸収層
１５０…ｎ型ＩｎＰ接触層
１５４…コア部
１５８…ガード部
１６０…フォトレジスト層
１７０…ＳｉＮｘ絶縁層
１８０，１９０…ｐ型上部電極
２００…ｎ型下部電極
２１０…増幅マスク
２１２…スリット
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 范 鎭旭
大韓民国京畿道高陽市一山區馬頭２洞（番
地なし） 江村マウル東亞アパート110棟
702號
Ｆターム(参考） 5F049 MA07 MB07 NA05 QA02 QA13
SE20 SS04
Claims (5)
- 【請求項１】 基板の下に下部電極が形成された半導体
基板と、内部電界によって注入されたキャリアがイオン
化衝突を通じて新たな電子-正孔の対を生成する増幅層
と、入射された光によって励起された電子-正孔の対が
内部電界によって分離されることによって前記キャリア
を生成する吸収層とを含むアバランシェフォトダイオー
ドにおいて、 前記吸収層上に形成され、その中心に形成されたコア部
と相互離隔したまま前記コア部を囲むガード部とから構
成された接触層と、 前記下部電極及び前記内部電界を形成し、前記コア部上
に形成されたコア電極及び前記ガード部上に形成された
ガード電極からなる少なくとも一つの上部電極とをさら
に備えることを特徴とするアバランシェフォトダイオー
ド。 - 【請求項２】 前記吸収層及び増幅層にそれぞれ相対的
に強度が低い電界と、強度が高い電界とを印加するため
に前記増幅層と吸収層との間に形成された電荷層をさら
に備えることを特徴とする請求項１記載のアバランシェ
フォトダイオード。 - 【請求項３】 前記増幅層と吸収層との間に形成され、
前記キャリアが前記増幅層に円滑に注入されるようにす
る遷移層をさらに備えることを特徴とする請求項１記載
のアバランシェフォトダイオード。 - 【請求項４】 前記増幅層及び接触層の露出した表面上
に積層され、前記増幅層及び接触層の露出した表面の絶
縁及び保護機能を遂行する絶縁層をさらに備えることを
特徴とする請求項１記載のアバランシェフォトダイオー
ド。 - 【請求項５】 前記絶縁層は、透明な材質で形成され
て、前記アバランシェフォトダイオードに入射する光を
その内部に透過させる機能をさらに遂行することを特徴
とする請求項４記載のアバランシェフォトダイオード。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR2001-059499 | 2001-09-26 | ||
| KR10-2001-0059499A KR100480288B1 (ko) | 2001-09-26 | 2001-09-26 | 평면형 애벌랜치 포토다이오드 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003110133A true JP2003110133A (ja) | 2003-04-11 |
Family
ID=19714685
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002175051A Pending JP2003110133A (ja) | 2001-09-26 | 2002-06-14 | アバランシェフォトダイオード |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6664573B2 (ja) |
| JP (1) | JP2003110133A (ja) |
| KR (1) | KR100480288B1 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005285921A (ja) * | 2004-03-29 | 2005-10-13 | Mitsubishi Electric Corp | アバランシェフォトダイオード |
| WO2006123410A1 (ja) * | 2005-05-18 | 2006-11-23 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | アバランシェフォトダイオード |
| KR101777225B1 (ko) * | 2011-12-16 | 2017-09-12 | 한국전자통신연구원 | 아발란치 포토다이오드 및 그의 제조방법 |
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|---|---|---|---|---|
| US6794631B2 (en) * | 2002-06-07 | 2004-09-21 | Corning Lasertron, Inc. | Three-terminal avalanche photodiode |
| JP4030847B2 (ja) * | 2002-09-20 | 2008-01-09 | ユーディナデバイス株式会社 | 半導体受光装置 |
| US11219484B2 (en) | 2008-10-21 | 2022-01-11 | Microcube, Llc | Methods and devices for delivering microwave energy |
| US9980774B2 (en) | 2008-10-21 | 2018-05-29 | Microcube, Llc | Methods and devices for delivering microwave energy |
| US8968287B2 (en) * | 2008-10-21 | 2015-03-03 | Microcube, Llc | Methods and devices for applying energy to bodily tissues |
| CN107898498B (zh) * | 2008-10-21 | 2021-06-11 | 微立方有限责任公司 | 将能量应用于身体组织的方法及装置 |
| US11291503B2 (en) | 2008-10-21 | 2022-04-05 | Microcube, Llc | Microwave treatment devices and methods |
| EP2355738B1 (en) * | 2008-11-10 | 2015-08-19 | Microcube, LLC | Devices for applying energy to bodily tissues |
| CN110165013A (zh) * | 2019-04-28 | 2019-08-23 | 上海科技大学 | 一种ⅲ族氮化物雪崩光电二极管组件及其制备方法 |
| CN117712215B (zh) * | 2023-12-12 | 2024-09-06 | 上海新微半导体有限公司 | 一种雪崩光电探测器及其制作方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4616247A (en) * | 1983-11-10 | 1986-10-07 | At&T Bell Laboratories | P-I-N and avalanche photodiodes |
| JPH0637292A (ja) * | 1992-07-15 | 1994-02-10 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 受光素子及び光電子集積回路 |
| JP2570993B2 (ja) * | 1993-11-18 | 1997-01-16 | 日本電気株式会社 | 半導体集積回路装置 |
| JP2639347B2 (ja) * | 1994-06-23 | 1997-08-13 | 日本電気株式会社 | 半導体受光素子 |
| JP3091903B2 (ja) * | 1994-08-17 | 2000-09-25 | セイコーインスツルメンツ株式会社 | アバランシェ・フォト・ダイオード及びその製造方法 |
| KR100197134B1 (ko) * | 1996-06-29 | 1999-07-01 | 김영환 | 애벌런치 포토다이오드 및 그의 제조방법 |
| JP2996943B2 (ja) * | 1998-03-09 | 2000-01-11 | 株式会社東芝 | 半導体受光装置及びその製造方法 |
| US6625367B2 (en) * | 2000-08-21 | 2003-09-23 | Triquint Technology Holding Co. | Optoelectronic device having a P-contact and an N-contact located over a same side of a substrate and a method of manufacture therefor |
-
2001
- 2001-09-26 KR KR10-2001-0059499A patent/KR100480288B1/ko not_active IP Right Cessation
-
2002
- 2002-02-07 US US10/071,008 patent/US6664573B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2002-06-14 JP JP2002175051A patent/JP2003110133A/ja active Pending
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| JP2005285921A (ja) * | 2004-03-29 | 2005-10-13 | Mitsubishi Electric Corp | アバランシェフォトダイオード |
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| JP5045436B2 (ja) * | 2005-05-18 | 2012-10-10 | 三菱電機株式会社 | アバランシェフォトダイオード |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR100480288B1 (ko) | 2005-04-06 |
| KR20030026495A (ko) | 2003-04-03 |
| US6664573B2 (en) | 2003-12-16 |
| US20030057413A1 (en) | 2003-03-27 |
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|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050215 |
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| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050823 |