JP2562569Y2

JP2562569Y2 - フオトダイオード

Info

Publication number: JP2562569Y2
Application number: JP1990103194U
Authority: JP
Inventors: 勝彦徳田
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 1990-09-28
Filing date: 1990-09-28
Publication date: 1998-02-10
Anticipated expiration: 2005-09-28
Also published as: JPH0459965U

Description

【考案の詳細な説明】（産業上の利用分野）本考案は、フォトダイオード、特に、光伝送や光情報
処理、および、計測の分野などに利用されるフォトダイ
オードに関するものである。

（従来の技術）第４図は、従来の光通信用フォトダイオードの一例を
示すものであり、同図（Ａ）は断面図、同図（Ｂ）は上
面図である。図中、１はｐ電極、２は反射防止膜として
の絶縁膜、21は受光窓、３はp⁺領域である拡散領域、４
はｎ−InPの窓層、５はｎ−InGaAsの光吸収層、６はｎ
−InPのバッファ層、７はｎ−InPの基板、８はｎ電極で
あり、ｎ−InPの基板７の上に各層を順次結晶成長させ
た積層構造を有している。拡散領域３は、円形状のパタ
ーンを有する拡散マスクを用いて、Znを選択拡散するこ
とにより形成されたものであり、拡散領域３の周縁に
は、ｐ電極１が形成され、ｎ−InPの基板７の下に、ｎ
電極８が設けられている。同図（Ｂ）において、点線円
内は拡散領域を示す。

ｐ電極の形成について説明すると、上述したように、
各層を順次結晶成長させ、拡散領域を形成させた後、窓
層４の上に、使用波長λの1/4n（ｎは誘電体の屈折率）
の厚さの反射防止膜２を形成する。次いで、ｐ電極１の
ためのコンタクトホールをエッチングして、拡散領域に
コンタクトするｐ電極１が形成される。したがって、コ
ンタクトホールの部分を除き、受光窓21、ｐ電極下部お
よびｐ電極周囲部分には反射防止膜２が形成されてい
る。反射防止膜２は、SiNx膜、SiO₂膜などの絶縁性の膜
が用いられる。

このような従来のフォトダイオードにおいては、ｐ電
極周囲部分から入射した光により空乏層以外の部分で、
電子−ホール対が発生し、これが遅い拡散電流成分とな
り、フォトダイオードの高速応答性を悪くするという問
題がある。

その対策として、ｐ電極周囲部分にまで電極を延長
し、反射防止膜の上を全面電極として光の入射を防止す
ることが考えられるが、端子間容量が大きくなり、充放
電時定数による高速応答性の低下という新たな問題を生
じる。

（考案が解決しようとする課題）本考案は、上述した事情に鑑みてなされたもので、空
乏層以外での電子ホール対の発生がなく、高速応答性を
改善したフォトダイオードを提供することを目的とする
ものである。

（課題を解決するための手段）本考案は、受光窓と、その周囲に形成された電極とを
有するフォトダイオードにおいて、前記電極と隙間をお
いてその周囲に前記電極と同じ金属で形成された反射膜
を設け、かつ、前記電極と前記反射膜との隙間の下にま
で拡散領域を形成したことを特徴とするものである。

（作用）本考案は、受光窓と、その周囲に形成された電極とを
有するフォトダイオードにおいて、前記電極と隙間をお
いてその周囲に前記電極と同じ金属で形成された反射膜
を設け、かつ、前記電極と前記反射膜との隙間の下にま
で拡散領域を形成したことにより、この隙間から入射し
た光も、空乏層領域で吸収されるため、従来技術で問題
としたような遅い拡散電極成分の発生を防止できる。ま
た、前記反射膜によって、空乏層以外への光の入射を防
ぎ、空乏層以外での電子−ホール対の発生がない。

電極と反射膜との間の絶縁は、その間に隙間を設ける
ことにより行なわれるので、反射膜を設けたことによる
端子間容量の増大もない。

（実施例）第１図は、本考案のフォトダイオードの一実施例を示
すものであり、同図（Ａ）は断面図、同図（Ｂ）は上面
図、同図（Ｃ）はｐ電極部周辺の拡大断面図である。第
４図と同様な部分は、同じ符号を付して説明を省略す
る。２は、第４図で説明したSiNxやSiO₂の反射防止膜で
あり、その上にAu/Crの反射膜９がｐ電極と同じ金属で
形成される。反射膜９は、ｐ電極の周囲に、ｐ電極から
間隔をおいて設けられることによって、ｐ電極から絶縁
され、その下の反射防止膜により窓層４からも絶縁され
る。また、ｐ電極の外周のふちを小さくして隙間を設け
ることにより、拡散径を変える必要はない。なお、ｐ電
極に連続してボンディング部10が形成されている。

第１図（Ｃ）からも明らかなように、拡散領域３は、
ｐ電極１と反射膜９との隙間の下にまで形成されてい
る。

その製造工程を第２図により説明する。

第２図（Ａ）に示すように、ｎ−InPの基板７の上
に、ｎ−InPのバッファ層６、ｎ−InGaAsの光吸収層
５、ｎ−InPの窓層４を順次結晶成長させ、反射防止膜
となるSiN_xの絶縁膜２を着膜し、p⁺領域である拡散領域
３を形成させた後、第２図（Ｂ）に示すように、ｐ電極
とｎ−InPの窓層４とのコンタクトのための孔を絶縁膜
２にエッチングにより形成し、ｐ電極となる金属、例え
ば、Au/Crを蒸着する。ついで、第２図（Ｃ）に示すよ
うに、受光窓となる部分、および、ｐ電極の周囲に隙間
を形成する部分の蒸着した金属を除去し、ｐ電極１と反
射膜９とが同時に形成できる。基板裏面にｎ電極を蒸着
して第１図に示すフォトダイオードが得られる。

ｐ電極１と反射膜９とは、上述した隙間により電気的
に絶縁され、反射膜を設けたことによって、端子間容量
の増加を招くことはない。また、この実施例によれば、
ｐ電極１と反射膜９とが同時に形成できるから、製造プ
ロセスが簡単になる利点がある。

また、第３図に示すように、ボンディング部10が、受
光面21の外側にあるフォトダイオードにも、本考案を適
用することができる。この場合に拡散領域の外周を点線
で図示した。

以上、フォトダイオードとして、InGaAs系のものにつ
いて説明したが、Ge,Si系など他のフォトダイオードに
も本考案が適用できることは明らかである。

また、反射層もAu/Crに限らず、他の金属、例えば、A
u/AuZn,Au/Ti等適宜の材料を用いることができる。

（考案の効果）以上の説明から明らかなように、本考案によれば、空
乏層の部分以外での、遅い拡散電流成分がなくなるた
め、高速応答性に優れたフォトダイオードを提供できる
効果がある。また、波長依存性のない反射層を用いたか
ら、あらゆる波長帯のフォトダイオードに適用すること
ができるとともに、反射膜が電極と同じ金属で形成され
たものであることによって、着膜装置が簡単になる利点
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案のフォトダイオードの一実施例を説明
するためのもので、同図（Ａ）は、断面図、同図（Ｂ）
は、上面図、同図（Ｃ）は、ｐ電極周辺の拡大断面図、
第２図は、第１図のフォトダイオードの製造工程の説明
図、第３図は、本考案の他の実施例のフォトダイオード
の上面図、第４図は従来のフォトダイオードを説明する
ためのもので、同図（Ａ）は、断面図、同図（Ｂ）は、
上面図である。１……ｐ電極、２……反射防止層、21……受光窓、３…
…拡散領域、４……窓層、５……光吸収層、６……バッ
ファ層、７……基板、８……ｎ電極、９……反射膜、10
……ボンディング部。

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】受光窓と、その周囲に形成された電極とを
有するフォトダイオードにおいて、前記電極と隙間をお
いてその周囲に前記電極と同じ金属で形成された反射膜
を設け、かつ、前記電極と前記反射膜との隙間の下にま
で拡散領域を形成したことを特徴とするフォトダイオー
ド。