JP2003282927A - フォトダイオード - Google Patents
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- JP2003282927A JP2003282927A JP2002082948A JP2002082948A JP2003282927A JP 2003282927 A JP2003282927 A JP 2003282927A JP 2002082948 A JP2002082948 A JP 2002082948A JP 2002082948 A JP2002082948 A JP 2002082948A JP 2003282927 A JP2003282927 A JP 2003282927A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 暗電流が低く、より長波長まで感度を有する
フォトダイオードを実現する。 【解決手段】 光通信用の測定装置に用いられるフォト
ダイオードにおいて、ＩｎＰ基板と、この基板上に形成
され基板の格子定数よりも小さな格子定数のＩｎＧａＡ
ｓで形成される第１の光吸収層と、この第１の光吸収層
上に形成され基板の格子定数よりも大きな格子定数のＩ
ｎＧａＡｓで形成される第２の光吸収層と、この第２の
光吸収層上に形成されるＩｎＰキャップ層と、第２の光
吸収層内にＰＮ接合を形成する拡散層とを設ける。
フォトダイオードを実現する。 【解決手段】 光通信用の測定装置に用いられるフォト
ダイオードにおいて、ＩｎＰ基板と、この基板上に形成
され基板の格子定数よりも小さな格子定数のＩｎＧａＡ
ｓで形成される第１の光吸収層と、この第１の光吸収層
上に形成され基板の格子定数よりも大きな格子定数のＩ
ｎＧａＡｓで形成される第２の光吸収層と、この第２の
光吸収層上に形成されるＩｎＰキャップ層と、第２の光
吸収層内にＰＮ接合を形成する拡散層とを設ける。
Description
【０００１】本発明は、ＷＤＭ（Wavelength Division
Multiplexing：波長分割多重：以下、単にＷＤＭと呼
ぶ。）等の光通信用の測定装置に用いられるフォトダイ
オードに関し、特に暗電流が低く、より長波長（Ｌバン
ド端）まで感度を有するフォトダイオードに関する。
Multiplexing：波長分割多重：以下、単にＷＤＭと呼
ぶ。）等の光通信用の測定装置に用いられるフォトダイ
オードに関し、特に暗電流が低く、より長波長（Ｌバン
ド端）まで感度を有するフォトダイオードに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のＷＤＭ等の光通信用の測定装置と
しては、例えば、光スペクトラムアナライザーがある。
このような従来の光スペクトラムアナライザーでは、入
力光であるレーザ光を回折格子等により分光し、分光さ
れた光を受光素子である”ＩｎＧａＡｓ”や”Ｇｅ”で
形成されたフォトダイオードで受光する構成になってい
る。
しては、例えば、光スペクトラムアナライザーがある。
このような従来の光スペクトラムアナライザーでは、入
力光であるレーザ光を回折格子等により分光し、分光さ
れた光を受光素子である”ＩｎＧａＡｓ”や”Ｇｅ”で
形成されたフォトダイオードで受光する構成になってい
る。
【０００３】図４はこのような従来のＷＤＭ等の光通信
用の測定装置に用いられるフォトダイオードの一例を示
す構成断面図である。
用の測定装置に用いられるフォトダイオードの一例を示
す構成断面図である。
【０００４】図４において１はｎ型のＩｎＰの基板、２
はｎ型のＩｎＧａＡｓで形成される光吸収層、３は表面
リーク電流を抑え、可視光カットのフィルタリング効果
を有するｎ型のＩｎＰで形成されるキャップ層、４はｐ
型不純物を拡散させた拡散層である。
はｎ型のＩｎＧａＡｓで形成される光吸収層、３は表面
リーク電流を抑え、可視光カットのフィルタリング効果
を有するｎ型のＩｎＰで形成されるキャップ層、４はｐ
型不純物を拡散させた拡散層である。
【０００５】基板１上には光吸収層２が形成され、光吸
収層２の上にはキャップ層３が形成される。また、ｐ型
不純物がキャップ層３から光吸収層２まで拡散して光吸
収層２でＰＮ接合を形成するように拡散層４が形成され
る。
収層２の上にはキャップ層３が形成される。また、ｐ型
不純物がキャップ層３から光吸収層２まで拡散して光吸
収層２でＰＮ接合を形成するように拡散層４が形成され
る。
【０００６】ここで、図４に示す従来例の動作を説明す
る。ＩｎＰの基板１には格子整合がとれるＩｎＧａＡｓ
の光吸収層２が形成され、その光吸収層２の組成は”Ｉ
ｎ（０．５３）Ｇａ（０．４７）Ａｓ”であり、波長換
算で”λ＝１．５７μｍ”である。
る。ＩｎＰの基板１には格子整合がとれるＩｎＧａＡｓ
の光吸収層２が形成され、その光吸収層２の組成は”Ｉ
ｎ（０．５３）Ｇａ（０．４７）Ａｓ”であり、波長換
算で”λ＝１．５７μｍ”である。
【０００７】図４中”ＰＨ０１”に示す入射光が図４
中”ＰＮ０１”に示す受光部であるＰＮ接合部に入射さ
れると、光吸収層２では”λ＝１．５７μｍ”の光に対
するキャリアが発生する。
中”ＰＮ０１”に示す受光部であるＰＮ接合部に入射さ
れると、光吸収層２では”λ＝１．５７μｍ”の光に対
するキャリアが発生する。
【０００８】光吸収層２で発生したキャリアは図４中”
ＰＮ０１”に示すＰＮ接合部の空乏層で加速され光電流
として外部に取り出される。
ＰＮ０１”に示すＰＮ接合部の空乏層で加速され光電流
として外部に取り出される。
【０００９】この結果、フォトダイオードに入射光を入
射すると、光吸収層２で入射光が受光され光電流が検出
されることになる。
射すると、光吸収層２で入射光が受光され光電流が検出
されることになる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかし、近年、ＷＤＭ
の通信の密度がテラビット級に近づいており、このた
め、ＷＤＭの光通信用の測定装置では１００波以上の波
長の異なるスペクトル光を受光素子であるフォトダイオ
ードで受光する必要性が生じてきた。
の通信の密度がテラビット級に近づいており、このた
め、ＷＤＭの光通信用の測定装置では１００波以上の波
長の異なるスペクトル光を受光素子であるフォトダイオ
ードで受光する必要性が生じてきた。
【００１１】このようなＷＤＭの光通信用の測定装置に
用いるフォトダイオードとしては、Ｓ／Ｎを確保しつ
つ、言い換えれば、暗電流が低く、より長波長（Ｌバン
ド端）まで感度を有するようなフォトダイオードが必要
となる。
用いるフォトダイオードとしては、Ｓ／Ｎを確保しつ
つ、言い換えれば、暗電流が低く、より長波長（Ｌバン
ド端）まで感度を有するようなフォトダイオードが必要
となる。
【００１２】一方、図５は図４に示す従来例の構造にお
ける典型的分光感度特性を示す特性曲線図であり、図５
中”ＣＨ１１”に示す分光感度特性から”Ｌバンド端”
の”１７００ｎｍ”近傍では”ＩｎＧａＡｓ”の吸収端
のため室温で感度が”０．１［Ａ／Ｗ］”と低下してい
る。
ける典型的分光感度特性を示す特性曲線図であり、図５
中”ＣＨ１１”に示す分光感度特性から”Ｌバンド端”
の”１７００ｎｍ”近傍では”ＩｎＧａＡｓ”の吸収端
のため室温で感度が”０．１［Ａ／Ｗ］”と低下してい
る。
【００１３】そして、電気信号変換時のＳ／Ｎを向上さ
せるため素子冷却を行って暗電流を低減させた場合に
は、”Ｌバンド端”の感度はさらに低下してしまうと言
った問題点があった。
せるため素子冷却を行って暗電流を低減させた場合に
は、”Ｌバンド端”の感度はさらに低下してしまうと言
った問題点があった。
【００１４】例えば、図５中”ＣＨ１２”に示すよう
に”−１０°Ｃ”に素子冷却を行った場合には、感度
が”０．０３［Ａ／Ｗ］”程度にさらに低下してしまう
ことになる。
に”−１０°Ｃ”に素子冷却を行った場合には、感度
が”０．０３［Ａ／Ｗ］”程度にさらに低下してしまう
ことになる。
【００１５】一方、この分光特性は”Ｉｎ（０．５３）
Ｇａ（０．４７）Ａｓ”の吸収端波長によって制限され
るため、より長波長（Ｌバンド端）で感度を持たせるた
めには光吸収層２を”Ｉｎ（０．５３＋α）Ｇａ（０．
４７−α）Ａｓ”とすれば良い。
Ｇａ（０．４７）Ａｓ”の吸収端波長によって制限され
るため、より長波長（Ｌバンド端）で感度を持たせるた
めには光吸収層２を”Ｉｎ（０．５３＋α）Ｇａ（０．
４７−α）Ａｓ”とすれば良い。
【００１６】但し、光吸収層２を”Ｉｎ（０．５３＋
α）Ｇａ（０．４７−α）Ａｓ”とした場合には、格子
不整合のために暗電流を低く抑えることが困難であると
言った問題点があった。従って本発明が解決しようとす
る課題は、暗電流が低く、より長波長（Ｌバンド端）ま
で感度を有するフォトダイオードを実現することにあ
る。
α）Ｇａ（０．４７−α）Ａｓ”とした場合には、格子
不整合のために暗電流を低く抑えることが困難であると
言った問題点があった。従って本発明が解決しようとす
る課題は、暗電流が低く、より長波長（Ｌバンド端）ま
で感度を有するフォトダイオードを実現することにあ
る。
【００１７】
【課題を解決するための手段】このような課題を達成す
るために、本発明のうち請求項１記載の発明は、光通信
用の測定装置に用いられるフォトダイオードにおいて、
ＩｎＰ基板と、この基板上に形成され前記基板の格子定
数よりも小さな格子定数のＩｎＧａＡｓで形成される第
１の光吸収層と、この第１の光吸収層上に形成され前記
基板の格子定数よりも大きな格子定数のＩｎＧａＡｓで
形成される第２の光吸収層と、この第２の光吸収層上に
形成されるＩｎＰキャップ層と、前記第２の光吸収層内
にＰＮ接合を形成する拡散層とを備えたことにより、よ
り長波長（Ｌバンド端）まで感度を有することになり、
格子不整合に起因する暗電流を低く抑えることが可能に
なる。
るために、本発明のうち請求項１記載の発明は、光通信
用の測定装置に用いられるフォトダイオードにおいて、
ＩｎＰ基板と、この基板上に形成され前記基板の格子定
数よりも小さな格子定数のＩｎＧａＡｓで形成される第
１の光吸収層と、この第１の光吸収層上に形成され前記
基板の格子定数よりも大きな格子定数のＩｎＧａＡｓで
形成される第２の光吸収層と、この第２の光吸収層上に
形成されるＩｎＰキャップ層と、前記第２の光吸収層内
にＰＮ接合を形成する拡散層とを備えたことにより、よ
り長波長（Ｌバンド端）まで感度を有することになり、
格子不整合に起因する暗電流を低く抑えることが可能に
なる。
【００１８】請求項２記載の発明は、光通信用の測定装
置に用いられるフォトダイオードにおいて、ＩｎＰ基板
と、この基板上に形成され前記基板の格子定数よりも大
きな格子定数のＩｎＧａＡｓで形成される第３の光吸収
層と、この第３の光吸収層上に形成され前記基板の格子
定数よりも小さな格子定数のＩｎＧａＡｓで形成される
第４の光吸収層と、この第４の光吸収層上に形成される
ＩｎＰキャップ層と、前記第４の光吸収層内にＰＮ接合
を形成する拡散層とを備えたことにより、より長波長
（Ｌバンド端）まで感度を有することになり、格子不整
合に起因する暗電流を低く抑えることが可能になる。
置に用いられるフォトダイオードにおいて、ＩｎＰ基板
と、この基板上に形成され前記基板の格子定数よりも大
きな格子定数のＩｎＧａＡｓで形成される第３の光吸収
層と、この第３の光吸収層上に形成され前記基板の格子
定数よりも小さな格子定数のＩｎＧａＡｓで形成される
第４の光吸収層と、この第４の光吸収層上に形成される
ＩｎＰキャップ層と、前記第４の光吸収層内にＰＮ接合
を形成する拡散層とを備えたことにより、より長波長
（Ｌバンド端）まで感度を有することになり、格子不整
合に起因する暗電流を低く抑えることが可能になる。
【００１９】請求項３記載の発明は、請求項１若しくは
請求項２記載の発明であるフォトダイオードにおいて、
前記第１及び第２の光吸収層の膜厚を薄くして複数の層
を積層させた、若しくは、前記第３及び第４の光吸収層
の膜厚を薄くして複数の層を積積層させたことにより、
より長波長（Ｌバンド端）まで感度を有することにな
り、格子不整合に起因する暗電流を低く抑えることが可
能になる。
請求項２記載の発明であるフォトダイオードにおいて、
前記第１及び第２の光吸収層の膜厚を薄くして複数の層
を積層させた、若しくは、前記第３及び第４の光吸収層
の膜厚を薄くして複数の層を積積層させたことにより、
より長波長（Ｌバンド端）まで感度を有することにな
り、格子不整合に起因する暗電流を低く抑えることが可
能になる。
【００２０】請求項４記載の発明は、請求項３記載の発
明であるフォトダイオードにおいて、積層された前記第
１の光吸収層若しくは第４の光吸収層の層の個数と、積
層された前記第２の光吸収層若しくは第３の光吸収層の
層の個数とが同数であることにより、より長波長（Ｌバ
ンド端）まで感度を有することになり、格子不整合に起
因する暗電流を低く抑えることが可能になる。
明であるフォトダイオードにおいて、積層された前記第
１の光吸収層若しくは第４の光吸収層の層の個数と、積
層された前記第２の光吸収層若しくは第３の光吸収層の
層の個数とが同数であることにより、より長波長（Ｌバ
ンド端）まで感度を有することになり、格子不整合に起
因する暗電流を低く抑えることが可能になる。
【００２１】請求項５記載の発明は、請求項３記載の発
明であるフォトダイオードにおいて、積層された前記第
１の光吸収層若しくは第４の光吸収層の層の個数と、積
層された前記第２の光吸収層若しくは第３の光吸収層の
層の個数とが異なることにより、より長波長（Ｌバンド
端）まで感度を有することになり、格子不整合に起因す
る暗電流を低く抑えることが可能になる。
明であるフォトダイオードにおいて、積層された前記第
１の光吸収層若しくは第４の光吸収層の層の個数と、積
層された前記第２の光吸収層若しくは第３の光吸収層の
層の個数とが異なることにより、より長波長（Ｌバンド
端）まで感度を有することになり、格子不整合に起因す
る暗電流を低く抑えることが可能になる。
【００２２】請求項６記載の発明は、請求項１乃至請求
項５のいずれかに記載の発明であるフォトダイオードに
おいて、前記第１の光吸収層若しくは前記第４の光吸収
層の組成がＩｎ（０．５３）Ｇａ（０．４７）Ａｓであ
ることにより、より長波長（Ｌバンド端）まで感度を有
することになり、格子不整合に起因する暗電流を低く抑
えることが可能になる。
項５のいずれかに記載の発明であるフォトダイオードに
おいて、前記第１の光吸収層若しくは前記第４の光吸収
層の組成がＩｎ（０．５３）Ｇａ（０．４７）Ａｓであ
ることにより、より長波長（Ｌバンド端）まで感度を有
することになり、格子不整合に起因する暗電流を低く抑
えることが可能になる。
【００２３】請求項７記載の発明は、請求項１乃至請求
項５のいずれかに記載の発明であるフォトダイオードに
おいて、前記第２の光吸収層若しくは前記第３の光吸収
層の組成がＩｎ（０．５５）Ｇａ（０．４５）Ａｓであ
ることにより、より長波長（Ｌバンド端）まで感度を有
することになり、格子不整合に起因する暗電流を低く抑
えることが可能になる。
項５のいずれかに記載の発明であるフォトダイオードに
おいて、前記第２の光吸収層若しくは前記第３の光吸収
層の組成がＩｎ（０．５５）Ｇａ（０．４５）Ａｓであ
ることにより、より長波長（Ｌバンド端）まで感度を有
することになり、格子不整合に起因する暗電流を低く抑
えることが可能になる。
【００２４】
【発明の実施の形態】以下本発明を図面を用いて詳細に
説明する。図１は本発明に係るフォトダイオードの一実
施例を示す構成断面図である。
説明する。図１は本発明に係るフォトダイオードの一実
施例を示す構成断面図である。
【００２５】図１において５はｎ型のＩｎＰの基板、６
は最適な暗電流を得るためＩｎＰの格子定数よりもやや
小さな格子定数のｎ型のＩｎＧａＡｓで形成される光吸
収層、７は長波長（Ｌバンド端）で感度を持たせるため
ＩｎＰの格子定数よりもやや大きな格子定数のｎ型のＩ
ｎＧａＡｓで形成される光吸収層、８は表面リーク電流
を抑え、可視光カットのフィルタリング効果を有するｎ
型のＩｎＰで形成されるキャップ層、９はｐ型不純物を
拡散させた拡散層である。
は最適な暗電流を得るためＩｎＰの格子定数よりもやや
小さな格子定数のｎ型のＩｎＧａＡｓで形成される光吸
収層、７は長波長（Ｌバンド端）で感度を持たせるため
ＩｎＰの格子定数よりもやや大きな格子定数のｎ型のＩ
ｎＧａＡｓで形成される光吸収層、８は表面リーク電流
を抑え、可視光カットのフィルタリング効果を有するｎ
型のＩｎＰで形成されるキャップ層、９はｐ型不純物を
拡散させた拡散層である。
【００２６】基板５上には光吸収層６及び７が順次形成
され、光吸収層７の上にはキャップ層８が形成される。
また、ｐ型不純物がキャップ層８から光吸収層７まで拡
散して光吸収層７でＰＮ接合を形成するように拡散層９
が形成される。
され、光吸収層７の上にはキャップ層８が形成される。
また、ｐ型不純物がキャップ層８から光吸収層７まで拡
散して光吸収層７でＰＮ接合を形成するように拡散層９
が形成される。
【００２７】ここで、図１に示す実施例の動作を説明す
る。ＩｎＰの基板５にはＩｎＧａＡｓの光吸収層６及び
７が形成され、光吸収層６の組成は”Ｉｎ（０．５３）
Ｇａ（０．４７）Ａｓ”であり、波長換算で”λ＝１．
５７μｍ”であり、格子整合率で”０．０５〜０．２
％”程度ＩｎＰの格子定数よりも小さくする。また、光
吸収層６の膜厚は最大で”２〜３μｍ”程度とする。
る。ＩｎＰの基板５にはＩｎＧａＡｓの光吸収層６及び
７が形成され、光吸収層６の組成は”Ｉｎ（０．５３）
Ｇａ（０．４７）Ａｓ”であり、波長換算で”λ＝１．
５７μｍ”であり、格子整合率で”０．０５〜０．２
％”程度ＩｎＰの格子定数よりも小さくする。また、光
吸収層６の膜厚は最大で”２〜３μｍ”程度とする。
【００２８】一方、光吸収層７の組成は”Ｉｎ（０．５
５）Ｇａ（０．４５）Ａｓ”であり、波長換算で”λ＝
１．６３μｍ”であり、格子整合率で”０．１〜０．２
％”程度ＩｎＰの格子定数よりも大きくする。また、光
吸収層７の膜厚は最大で”１〜３μｍ”程度とする。
５）Ｇａ（０．４５）Ａｓ”であり、波長換算で”λ＝
１．６３μｍ”であり、格子整合率で”０．１〜０．２
％”程度ＩｎＰの格子定数よりも大きくする。また、光
吸収層７の膜厚は最大で”１〜３μｍ”程度とする。
【００２９】図１中”ＰＨ２１”に示す入射光が図１
中”ＰＮ２１”に示す受光部であるＰＮ接合部に入射さ
れると、光吸収層６では”λ＝１．５７μｍ”の光に対
するキャリアが発生し、光吸収層７では”λ＝１．６３
μｍ”の光に対するキャリアが発生する。
中”ＰＮ２１”に示す受光部であるＰＮ接合部に入射さ
れると、光吸収層６では”λ＝１．５７μｍ”の光に対
するキャリアが発生し、光吸収層７では”λ＝１．６３
μｍ”の光に対するキャリアが発生する。
【００３０】光吸収層６及び７で発生したキャリアは図
１中”ＰＮ２１”に示すＰＮ接合部の空乏層で加速され
光電流として外部に取り出される。
１中”ＰＮ２１”に示すＰＮ接合部の空乏層で加速され
光電流として外部に取り出される。
【００３１】この結果、ＩｎＰの格子定数よりもやや小
さな格子定数のｎ型のＩｎＧａＡｓで形成される光吸収
層６とＩｎＰの格子定数よりもやや大きな格子定数のｎ
型のＩｎＧａＡｓで形成される光吸収層７とを設けるこ
とにより、光吸収層７では長波長（Ｌバンド端）であ
る”λ＝１．６３μｍ”の光に対するキャリアが発生し
て光電流が検出されるので、より長波長（Ｌバンド端）
まで感度を有することになる。
さな格子定数のｎ型のＩｎＧａＡｓで形成される光吸収
層６とＩｎＰの格子定数よりもやや大きな格子定数のｎ
型のＩｎＧａＡｓで形成される光吸収層７とを設けるこ
とにより、光吸収層７では長波長（Ｌバンド端）であ
る”λ＝１．６３μｍ”の光に対するキャリアが発生し
て光電流が検出されるので、より長波長（Ｌバンド端）
まで感度を有することになる。
【００３２】また、光吸収層６はＩｎＰの格子定数より
もやや小さな格子定数のｎ型のＩｎＧａＡｓで形成され
ているので、格子不整合に起因する暗電流を低く抑える
ことが可能になる。
もやや小さな格子定数のｎ型のＩｎＧａＡｓで形成され
ているので、格子不整合に起因する暗電流を低く抑える
ことが可能になる。
【００３３】なお、図１に示す実施例では基板５の上
に、最適な暗電流を得るためＩｎＰの格子定数よりもや
や小さな格子定数のｎ型のＩｎＧａＡｓで形成される光
吸収層６と、長波長（Ｌバンド端）で感度を持たせるた
めＩｎＰの格子定数よりもやや大きな格子定数のｎ型の
ＩｎＧａＡｓで形成される光吸収層７とを順次形成して
いるが、光吸収層６と光吸収層７とを入れ替えても構わ
ない。
に、最適な暗電流を得るためＩｎＰの格子定数よりもや
や小さな格子定数のｎ型のＩｎＧａＡｓで形成される光
吸収層６と、長波長（Ｌバンド端）で感度を持たせるた
めＩｎＰの格子定数よりもやや大きな格子定数のｎ型の
ＩｎＧａＡｓで形成される光吸収層７とを順次形成して
いるが、光吸収層６と光吸収層７とを入れ替えても構わ
ない。
【００３４】図２はこのような光吸収層６と光吸収層７
とを入れ替えた本発明に係るフォトダイオードの他の実
施例を示す構成断面図である。
とを入れ替えた本発明に係るフォトダイオードの他の実
施例を示す構成断面図である。
【００３５】図２において５，６，７，８及び９は図１
と同一符号を付してあり、構成上異なる点は、光吸収層
６と光吸収層７との形成の順番が入れ替わっている点で
ある。また、図２に示す実施例の動作に関しては図１に
示す実施例と同様であるので説明は省略する。
と同一符号を付してあり、構成上異なる点は、光吸収層
６と光吸収層７との形成の順番が入れ替わっている点で
ある。また、図２に示す実施例の動作に関しては図１に
示す実施例と同様であるので説明は省略する。
【００３６】また、光吸収層６と光吸収層７との膜厚を
薄くして複数の層を積層させた構造にしても構わない。
薄くして複数の層を積層させた構造にしても構わない。
【００３７】図３はこのような光吸収層６と光吸収層７
の膜厚を薄くして複数の層を積層させた本発明に係るフ
ォトダイオードの他の実施例を示す構成断面図である。
の膜厚を薄くして複数の層を積層させた本発明に係るフ
ォトダイオードの他の実施例を示す構成断面図である。
【００３８】図３において１０はｎ型のＩｎＰの基板、
１１は最適な暗電流を得るためＩｎＰの格子定数よりも
やや小さな格子定数のｎ型のＩｎＧａＡｓで形成される
光吸収層、１２は長波長（Ｌバンド端）で感度を持たせ
るためＩｎＰの格子定数よりもやや大きな格子定数のｎ
型のＩｎＧａＡｓで形成される光吸収層、１３は表面リ
ーク電流を抑え、可視光カットのフィルタリング効果を
有するｎ型のＩｎＰで形成されるキャップ層、１４はｐ
型不純物を拡散させた拡散層である。
１１は最適な暗電流を得るためＩｎＰの格子定数よりも
やや小さな格子定数のｎ型のＩｎＧａＡｓで形成される
光吸収層、１２は長波長（Ｌバンド端）で感度を持たせ
るためＩｎＰの格子定数よりもやや大きな格子定数のｎ
型のＩｎＧａＡｓで形成される光吸収層、１３は表面リ
ーク電流を抑え、可視光カットのフィルタリング効果を
有するｎ型のＩｎＰで形成されるキャップ層、１４はｐ
型不純物を拡散させた拡散層である。
【００３９】基板１０上には光吸収層１２及び光吸収層
１１の順番で光吸収層が複数回順次積層されて形成さ
れ、最上層の光吸収層１１の上にはキャップ層１３が形
成される。また、ｐ型不純物がキャップ層１３から３層
目の光吸収層１１まで拡散して３層目の光吸収層１１で
ＰＮ接合を形成するように拡散層１４が形成される。
１１の順番で光吸収層が複数回順次積層されて形成さ
れ、最上層の光吸収層１１の上にはキャップ層１３が形
成される。また、ｐ型不純物がキャップ層１３から３層
目の光吸収層１１まで拡散して３層目の光吸収層１１で
ＰＮ接合を形成するように拡散層１４が形成される。
【００４０】また、図３に示す実施例の動作に関しては
図１に示す実施例と同様であるので説明は省略する。
図１に示す実施例と同様であるので説明は省略する。
【００４１】また、図３に示す他の実施例ではキャップ
層１３から３層目の光吸収層１１までｐ型不純物を拡散
させて拡散層１４を形成しているが、勿論、この構造に
限定される訳ではなく、光吸収層１１と光吸収層１２と
の膜厚を薄くして複数の層を積層させた光吸収層の任意
の位置までｐ型不純物を拡散させても構わない。
層１３から３層目の光吸収層１１までｐ型不純物を拡散
させて拡散層１４を形成しているが、勿論、この構造に
限定される訳ではなく、光吸収層１１と光吸収層１２と
の膜厚を薄くして複数の層を積層させた光吸収層の任意
の位置までｐ型不純物を拡散させても構わない。
【００４２】また、図３に示す他の実施例では光吸収層
１１と光吸収層１２との層の個数を同一にしているが、
互いに異なっても構わない。
１１と光吸収層１２との層の個数を同一にしているが、
互いに異なっても構わない。
【００４３】例えば、光吸収層１１の層の個数が”ｎ個
（ｎは任意の数）”で、光吸収層１２の層の個数が”ｎ
−１個”、若しくは、光吸収層１２の層の個数が”ｎ
個”で、光吸収層１１の層の個数が”ｎ−１個”であっ
ても構わない。
（ｎは任意の数）”で、光吸収層１２の層の個数が”ｎ
−１個”、若しくは、光吸収層１２の層の個数が”ｎ
個”で、光吸収層１１の層の個数が”ｎ−１個”であっ
ても構わない。
【００４４】
【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明によれば次のような効果がある。請求項１，２，
３，４，５，６及び請求項７の発明によれば、ＩｎＰの
格子定数よりもやや小さな格子定数のｎ型のＩｎＧａＡ
ｓで形成される第１の光吸収層とＩｎＰの格子定数より
もやや大きな格子定数のｎ型のＩｎＧａＡｓで形成され
る第２の光吸収層とを設けることにより、より長波長
（Ｌバンド端）まで感度を有することになり、格子不整
合に起因する暗電流を低く抑えることが可能になる。
本発明によれば次のような効果がある。請求項１，２，
３，４，５，６及び請求項７の発明によれば、ＩｎＰの
格子定数よりもやや小さな格子定数のｎ型のＩｎＧａＡ
ｓで形成される第１の光吸収層とＩｎＰの格子定数より
もやや大きな格子定数のｎ型のＩｎＧａＡｓで形成され
る第２の光吸収層とを設けることにより、より長波長
（Ｌバンド端）まで感度を有することになり、格子不整
合に起因する暗電流を低く抑えることが可能になる。
【図１】本発明に係るフォトダイオードの一実施例を示
す構成断面図である。
す構成断面図である。
【図２】本発明に係るフォトダイオードの他の実施例を
示す構成断面図である。
示す構成断面図である。
【図３】本発明に係るフォトダイオードの他の実施例を
示す構成断面図である。
示す構成断面図である。
【図４】従来のＷＤＭ等の光通信用の測定装置に用いら
れるフォトダイオードの一例を示す構成断面図である。
れるフォトダイオードの一例を示す構成断面図である。
【図５】従来例の構造における典型的分光感度特性を示
す特性曲線図である。
す特性曲線図である。
１，５，１０ 基板
２，６，７，１１，１２ 光吸収層
３，８，１３ キャップ層
４，９，１４ 拡散層
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 工藤 貴裕
東京都武蔵野市中町２丁目９番32号 横河
電機株式会社内
(72)発明者 荒木 昌二郎
東京都武蔵野市中町２丁目９番32号 横河
電機株式会社内
Ｆターム(参考） 5F049 MA02 MB07 NA04 NA05 NB01
NB07 SS04 WA01
Claims (7)
- 【請求項１】光通信用の測定装置に用いられるフォトダ
イオードにおいて、 ＩｎＰ基板と、 この基板上に形成され前記基板の格子定数よりも小さな
格子定数のＩｎＧａＡｓで形成される第１の光吸収層
と、 この第１の光吸収層上に形成され前記基板の格子定数よ
りも大きな格子定数のＩｎＧａＡｓで形成される第２の
光吸収層と、 この第２の光吸収層上に形成されるＩｎＰキャップ層
と、 前記第２の光吸収層内にＰＮ接合を形成する拡散層とを
備えたことを特徴とするフォトダイオード。 - 【請求項２】光通信用の測定装置に用いられるフォトダ
イオードにおいて、 ＩｎＰ基板と、 この基板上に形成され前記基板の格子定数よりも大きな
格子定数のＩｎＧａＡｓで形成される第３の光吸収層
と、 この第３の光吸収層上に形成され前記基板の格子定数よ
りも小さな格子定数のＩｎＧａＡｓで形成される第４の
光吸収層と、 この第４の光吸収層上に形成されるＩｎＰキャップ層
と、 前記第４の光吸収層内にＰＮ接合を形成する拡散層とを
備えたことを特徴とするフォトダイオード。 - 【請求項３】前記第１及び第２の光吸収層の膜厚を薄く
して複数の層を積層させた、若しくは、前記第３及び第
４の光吸収層の膜厚を薄くして複数の層を積積層させた
ことを特徴とする請求項１若しくは請求項２記載のフォ
トダイオード。 - 【請求項４】積層された前記第１の光吸収層若しくは第
４の光吸収層の層の個数と、積層された前記第２の光吸
収層若しくは第３の光吸収層の層の個数とが同数である
ことを特徴とする請求項３記載のフォトダイオード。 - 【請求項５】積層された前記第１の光吸収層若しくは第
４の光吸収層の層の個数と、積層された前記第２の光吸
収層若しくは第３の光吸収層の層の個数とが異なること
を特徴とする請求項３記載のフォトダイオード。 - 【請求項６】前記第１の光吸収層若しくは前記第４の光
吸収層の組成がＩｎ（０．５３）Ｇａ（０．４７）Ａｓ
であることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれ
かに記載のフォトダイオード。 - 【請求項７】前記第２の光吸収層若しくは前記第３の光
吸収層の組成がＩｎ（０．５５）Ｇａ（０．４５）Ａｓ
であることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれ
かに記載のフォトダイオード。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002082948A JP2003282927A (ja) | 2002-03-25 | 2002-03-25 | フォトダイオード |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002082948A JP2003282927A (ja) | 2002-03-25 | 2002-03-25 | フォトダイオード |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003282927A true JP2003282927A (ja) | 2003-10-03 |
Family
ID=29230938
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002082948A Withdrawn JP2003282927A (ja) | 2002-03-25 | 2002-03-25 | フォトダイオード |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003282927A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008084772A1 (ja) * | 2007-01-10 | 2008-07-17 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | 受光素子 |
| US8058642B2 (en) | 2007-07-23 | 2011-11-15 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Light-receiving device |
| US8134179B2 (en) | 2005-06-14 | 2012-03-13 | Austriamicrosystems Ag | Photodiode with a reduced dark current and method for the production thereof |
-
2002
- 2002-03-25 JP JP2002082948A patent/JP2003282927A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8134179B2 (en) | 2005-06-14 | 2012-03-13 | Austriamicrosystems Ag | Photodiode with a reduced dark current and method for the production thereof |
| WO2008084772A1 (ja) * | 2007-01-10 | 2008-07-17 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | 受光素子 |
| JP2008171912A (ja) * | 2007-01-10 | 2008-07-24 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 受光素子 |
| US8120061B2 (en) | 2007-01-10 | 2012-02-21 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Light receiving device |
| US8058642B2 (en) | 2007-07-23 | 2011-11-15 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Light-receiving device |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060726 |
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| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060928 |
|
| A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20061120 |