JP2893092B2 - 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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- JP2893092B2 JP2893092B2 JP3256014A JP25601491A JP2893092B2 JP 2893092 B2 JP2893092 B2 JP 2893092B2 JP 3256014 A JP3256014 A JP 3256014A JP 25601491 A JP25601491 A JP 25601491A JP 2893092 B2 JP2893092 B2 JP 2893092B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光通信用光検出器に適用
されるアバランシェフォトダイオードに関するものであ
る。
されるアバランシェフォトダイオードに関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】波長が１．３μｍまたは１．５５μｍの
光通信用のアバランシェフォトダイオード（以下ＡＰＤ
と称する）には、従来Ｇｅ−ＡＰＤまたはＩｎＰ／Ｉｎ
ＧａＡｓヘテロ接合型ＡＰＤが用いられてきた。これら
のＡＰＤではキャリアの倍増層としてＧｅまたはＩｎＰ
が用いられている。
光通信用のアバランシェフォトダイオード（以下ＡＰＤ
と称する）には、従来Ｇｅ−ＡＰＤまたはＩｎＰ／Ｉｎ
ＧａＡｓヘテロ接合型ＡＰＤが用いられてきた。これら
のＡＰＤではキャリアの倍増層としてＧｅまたはＩｎＰ
が用いられている。
【０００３】一般にＡＰＤの増倍雑音は、増倍層に用い
る半導体固有の量である電子と正孔とのイオン化率（α
とβ）との比が１から離れるほど小さくなる。しかし、
ＧｅやＩｎＰではこの比が１に近いため、雑音が大きい
という問題があった。これを解決するために増倍層に超
格子構造を用いることによってαまたはβの一方を大き
くし、α／βまたはβ／αの比を大きくすることが従来
より提案されている。
る半導体固有の量である電子と正孔とのイオン化率（α
とβ）との比が１から離れるほど小さくなる。しかし、
ＧｅやＩｎＰではこの比が１に近いため、雑音が大きい
という問題があった。これを解決するために増倍層に超
格子構造を用いることによってαまたはβの一方を大き
くし、α／βまたはβ／αの比を大きくすることが従来
より提案されている。
【０００４】特にＩｎＰ基板と格子整合したＩｎ0.52Ａ
ｌ0.48Ａｓ／Ｉｎ0.53Ｇａ0.47Ａｓ層およびＩｎ0.52Ａ
ｌ0.48Ａｓ／ＩｎxＧａ1-xＡｓyＰ1-y層は、伝導帯の不
連続が大きいためにαが大きくなり、低雑音化に有効で
あることが確かめられている。
ｌ0.48Ａｓ／Ｉｎ0.53Ｇａ0.47Ａｓ層およびＩｎ0.52Ａ
ｌ0.48Ａｓ／ＩｎxＧａ1-xＡｓyＰ1-y層は、伝導帯の不
連続が大きいためにαが大きくなり、低雑音化に有効で
あることが確かめられている。
【０００５】このような超格子の特徴を生かして低雑音
高速なＡＰＤを作製するためには、光吸収によって生じ
た電子と正孔とのうち、電子のみを選択的に超格子増倍
層に注入することによってアバランシェ増倍を行わなけ
ればならない。このためには、光吸収層を超格子増倍層
と分離しかつこの光吸収層をｐ形にしなければならな
い。また、光吸収層内でのアバランシェ降伏を制御し、
アバランシェ増幅の起こる場所を超格子領域にのみ限定
するためには、超格子増倍層と光吸収層との電界強度に
差をつけなければならない。
高速なＡＰＤを作製するためには、光吸収によって生じ
た電子と正孔とのうち、電子のみを選択的に超格子増倍
層に注入することによってアバランシェ増倍を行わなけ
ればならない。このためには、光吸収層を超格子増倍層
と分離しかつこの光吸収層をｐ形にしなければならな
い。また、光吸収層内でのアバランシェ降伏を制御し、
アバランシェ増幅の起こる場所を超格子領域にのみ限定
するためには、超格子増倍層と光吸収層との電界強度に
差をつけなければならない。
【０００６】このような要求を全て満足するための構造
としては、ｐ-−ＩｎＧａＡｓの光吸収層と超格子増倍
層との間に高いｐ型不純物密度を有する薄いＩｎＧａＡ
ｓ層（シートドープ層と呼ぶ）を挟む構造を既に特許出
願した（特願平１−１１９１４６号）。また、このシー
トドープ層にバンドギャップの小さいＩｎＧａＡｓを用
いたことにより、この層でトンネル電流が発生する場合
には、よりバンドギャップの大きなＩｎ0.52Ａｌ0.48Ａ
ｓ層，ＩｎＰ層またはＩｎxＧａ1-xＡｓyＰ1-y層を用い
ることのより、トンネル電流を制御することができる
（特願平３−７６０６２０号）。
としては、ｐ-−ＩｎＧａＡｓの光吸収層と超格子増倍
層との間に高いｐ型不純物密度を有する薄いＩｎＧａＡ
ｓ層（シートドープ層と呼ぶ）を挟む構造を既に特許出
願した（特願平１−１１９１４６号）。また、このシー
トドープ層にバンドギャップの小さいＩｎＧａＡｓを用
いたことにより、この層でトンネル電流が発生する場合
には、よりバンドギャップの大きなＩｎ0.52Ａｌ0.48Ａ
ｓ層，ＩｎＰ層またはＩｎxＧａ1-xＡｓyＰ1-y層を用い
ることのより、トンネル電流を制御することができる
（特願平３−７６０６２０号）。
【０００７】図３はこの特許出願による素子の構造を示
したものである。同図において、１はｎ+−ＩｎＰ基
板、２はｎ+−ＩｎＰバッファー層、３はノンドープＩ
ｎ0.52Ａｌ0.48Ａｓ／Ｉｎ0.8Ｇａ0.2Ａｓ0.6Ｐ0.4超格
子増倍層、４は不純物密度８×１０17ｃｍ-3，厚さ１６
０Åのｐ形ＩｎＰ層（シートドープ層）、５は不純物密
度２×１０15ｃｍ-3，厚さ２μｍのｐ形Ｉｎ0.53Ｇａ
0.47Ａｓ層、６は不純物密度２×１０17ｃｍ-3，厚さ５
００Åのｐ形Ｉｎ0.53Ｇａ0.47Ａｓ層、７は不純物密度
１×１０18ｍ-3，厚さ１０００Åのｐ形ＩｎＰ層、８は
不純物密度１×１０18ｍ-3，厚さ１０００Åのｐ形Ｉｎ
0.53Ｇａ0.47Ａｓ層、９はＡｕＧｅＮｉ電極、１０はＡ
ｕＺｎＮｉ電極である。
したものである。同図において、１はｎ+−ＩｎＰ基
板、２はｎ+−ＩｎＰバッファー層、３はノンドープＩ
ｎ0.52Ａｌ0.48Ａｓ／Ｉｎ0.8Ｇａ0.2Ａｓ0.6Ｐ0.4超格
子増倍層、４は不純物密度８×１０17ｃｍ-3，厚さ１６
０Åのｐ形ＩｎＰ層（シートドープ層）、５は不純物密
度２×１０15ｃｍ-3，厚さ２μｍのｐ形Ｉｎ0.53Ｇａ
0.47Ａｓ層、６は不純物密度２×１０17ｃｍ-3，厚さ５
００Åのｐ形Ｉｎ0.53Ｇａ0.47Ａｓ層、７は不純物密度
１×１０18ｍ-3，厚さ１０００Åのｐ形ＩｎＰ層、８は
不純物密度１×１０18ｍ-3，厚さ１０００Åのｐ形Ｉｎ
0.53Ｇａ0.47Ａｓ層、９はＡｕＧｅＮｉ電極、１０はＡ
ｕＺｎＮｉ電極である。
【０００８】このような構成において、シートドープ層
としてのＩｎＰ層４の中で電界が弱められ、バンドギャ
ップの小さいＩｎ0.53Ｇａ0.47Ａｓ層４を用いた光吸収
層には小さな電界しか印加されないためにここでのトン
ネル電流の発生は抑えられる。また、ＩｎＰ層４の一部
（増倍層側）には高電界が印加されるが、この層のバン
ドギャップは大きいためにトンネル電流は発生しない。
としてのＩｎＰ層４の中で電界が弱められ、バンドギャ
ップの小さいＩｎ0.53Ｇａ0.47Ａｓ層４を用いた光吸収
層には小さな電界しか印加されないためにここでのトン
ネル電流の発生は抑えられる。また、ＩｎＰ層４の一部
（増倍層側）には高電界が印加されるが、この層のバン
ドギャップは大きいためにトンネル電流は発生しない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】図４はこのアバランシ
ェフォトダイオードのバンド構造を示したものである。
同図において、Ｉｎ0.52Ａｌ0.48Ａｓ／Ｉｎ0.8Ｇａ0.2
Ａｓ0.6Ｐ0.4超格子増倍層３は、価電子帯の不連続はほ
ぼゼロであるために有効質量の大きな正孔もパイルアッ
プされることなく、Ｉｎ0.52Ａｌ0.48Ａｓ／Ｉｎ0.8Ｇ
ａ0.2Ａｓ0.6Ｐ0.4超格子増倍層３を通過することがで
きるが、シートドープ層にＩｎＰ層４を用いた場合、シ
ートドープ層としてのＩｎＰ層４とＩｎ0.52Ａｌ0.48Ａ
ｓ／Ｉｎ0.8Ｇａ0.2Ａｓ0.6Ｐ0.4超格子増倍層３との間
に価電子帯の不連続が存在するためにここで正孔がパイ
ルアップしていまうという問題があった。これに対して
シートドープ層にＩｎＡｌＡｓなどの超格子増倍層との
価電子帯不連続の小さい半導体を用いた場合には、光吸
収層としてのＩｎ0.53Ｇａ0.47Ａｓ層５との間の伝導帯
の不連続が大きくなってしまう。電子は正孔に比べて有
効質量が小さいが、光吸収層とシートドープ層との間の
界面においては、電界が弱いために電子がこの界面にパ
イルアップされる。このようなキャリアのパイルアップ
はアバランシェフォトダイオードの高周波特性を著しく
劣化させるという問題があった。
ェフォトダイオードのバンド構造を示したものである。
同図において、Ｉｎ0.52Ａｌ0.48Ａｓ／Ｉｎ0.8Ｇａ0.2
Ａｓ0.6Ｐ0.4超格子増倍層３は、価電子帯の不連続はほ
ぼゼロであるために有効質量の大きな正孔もパイルアッ
プされることなく、Ｉｎ0.52Ａｌ0.48Ａｓ／Ｉｎ0.8Ｇ
ａ0.2Ａｓ0.6Ｐ0.4超格子増倍層３を通過することがで
きるが、シートドープ層にＩｎＰ層４を用いた場合、シ
ートドープ層としてのＩｎＰ層４とＩｎ0.52Ａｌ0.48Ａ
ｓ／Ｉｎ0.8Ｇａ0.2Ａｓ0.6Ｐ0.4超格子増倍層３との間
に価電子帯の不連続が存在するためにここで正孔がパイ
ルアップしていまうという問題があった。これに対して
シートドープ層にＩｎＡｌＡｓなどの超格子増倍層との
価電子帯不連続の小さい半導体を用いた場合には、光吸
収層としてのＩｎ0.53Ｇａ0.47Ａｓ層５との間の伝導帯
の不連続が大きくなってしまう。電子は正孔に比べて有
効質量が小さいが、光吸収層とシートドープ層との間の
界面においては、電界が弱いために電子がこの界面にパ
イルアップされる。このようなキャリアのパイルアップ
はアバランシェフォトダイオードの高周波特性を著しく
劣化させるという問題があった。
【００１０】したがって本発明は、前述した従来の課題
を解決するためになされたものであり、その目的は、超
格子増倍層と光吸収層との間のシートドープ層でのトン
ネル電流をなくし、かつキャリアのパイルアップによる
高周波特性の劣化を防止したアバランシェフォトダイオ
ードを提供することにある。
を解決するためになされたものであり、その目的は、超
格子増倍層と光吸収層との間のシートドープ層でのトン
ネル電流をなくし、かつキャリアのパイルアップによる
高周波特性の劣化を防止したアバランシェフォトダイオ
ードを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために本発明は、光吸収層と超格子増倍層との間に挟
まれたシートドープ層に、光吸収層に近い層にＩｎＧａ
ＡｓＰを配置し、超格子増倍層に近い層にＩｎＡｌＡｓ
を配置したものである。
るために本発明は、光吸収層と超格子増倍層との間に挟
まれたシートドープ層に、光吸収層に近い層にＩｎＧａ
ＡｓＰを配置し、超格子増倍層に近い層にＩｎＡｌＡｓ
を配置したものである。
【００１２】
【作用】本発明においては、シートドープ層と光吸収層
との間の伝導帯の不連続およびシートドープ層と超格子
増倍層との間の価電子帯の不連続を低減させる。
との間の伝導帯の不連続およびシートドープ層と超格子
増倍層との間の価電子帯の不連続を低減させる。
【００１３】
【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例を詳細に
説明する。図１は本発明によるアバランシェフォトダイ
オードの一実施例による構成および各層の電界強度分布
を示す図である。同図において、１はｎ+ −ＩｎＰ基
板、２はｎ+ −ＩｎＰバッファー層、３はノンドープＩ
ｎ0.52Ａｌ0.48Ａｓ／Ｉｎ0. 8Ｇａ0.2Ａｓ0.6Ｐ0.4超格
子増倍層、１１は不純物密度８×１０17ｃｍ-3，厚さ８
０Åのｐ形Ｉｎ0.52Ａｌ0.48Ａｓ層、１２は不純物密度
８×１０17ｃｍ-3，厚さ８０Åのｐ形Ｉｎ0.8Ｇａ0.2Ａ
ｓ0.6Ｐ0.4層、５は不純物密度２×１０15ｃｍ-3，厚さ
２μｍのｐ形Ｉｎ0.53Ｇａ0.47Ａｓ層、６は不純物密度
２×１０17ｃｍ-3，厚さ５００Åのｐ形Ｉｎ0.53Ｇａ
0.47Ａｓ層、７は不純物密度１×１０18ｍ-3，厚さ１０
００Åのｐ形ＩｎＰ層、８は不純物密度１×１０
18ｍ-3，厚さ１０００Åのｐ形Ｉｎ0.53Ｇａ0.47Ａｓ
層、９はＡｕＧｅＮｉ電極、１０はＡｕＺｎＮｉ電極で
ある。このうち、Ｉｎ0.52Ａｌ0.48Ａｓ／Ｉｎ0.8Ｇａ
0.2Ａｓ0.6Ｐ0 .4超格子増倍層３の厚さは、０．５２μ
ｍであり、Ｉｎ0.8Ｇａ0.2Ａｓ0.6Ｐ0.4井戸層の厚さは
２００Å，Ｉｎ0.52Ａｌ0.48Ａｓバリア層の厚さは２０
０Å，超格子の周期は１３である。
説明する。図１は本発明によるアバランシェフォトダイ
オードの一実施例による構成および各層の電界強度分布
を示す図である。同図において、１はｎ+ −ＩｎＰ基
板、２はｎ+ −ＩｎＰバッファー層、３はノンドープＩ
ｎ0.52Ａｌ0.48Ａｓ／Ｉｎ0. 8Ｇａ0.2Ａｓ0.6Ｐ0.4超格
子増倍層、１１は不純物密度８×１０17ｃｍ-3，厚さ８
０Åのｐ形Ｉｎ0.52Ａｌ0.48Ａｓ層、１２は不純物密度
８×１０17ｃｍ-3，厚さ８０Åのｐ形Ｉｎ0.8Ｇａ0.2Ａ
ｓ0.6Ｐ0.4層、５は不純物密度２×１０15ｃｍ-3，厚さ
２μｍのｐ形Ｉｎ0.53Ｇａ0.47Ａｓ層、６は不純物密度
２×１０17ｃｍ-3，厚さ５００Åのｐ形Ｉｎ0.53Ｇａ
0.47Ａｓ層、７は不純物密度１×１０18ｍ-3，厚さ１０
００Åのｐ形ＩｎＰ層、８は不純物密度１×１０
18ｍ-3，厚さ１０００Åのｐ形Ｉｎ0.53Ｇａ0.47Ａｓ
層、９はＡｕＧｅＮｉ電極、１０はＡｕＺｎＮｉ電極で
ある。このうち、Ｉｎ0.52Ａｌ0.48Ａｓ／Ｉｎ0.8Ｇａ
0.2Ａｓ0.6Ｐ0 .4超格子増倍層３の厚さは、０．５２μ
ｍであり、Ｉｎ0.8Ｇａ0.2Ａｓ0.6Ｐ0.4井戸層の厚さは
２００Å，Ｉｎ0.52Ａｌ0.48Ａｓバリア層の厚さは２０
０Å，超格子の周期は１３である。
【００１４】図１に各層の電界強度の分布を示してお
り、Ｉｎ0.52Ａｌ0.48Ａｓ／Ｉｎ0.8Ｇａ0.2Ａｓ0.6Ｐ
0.4 超格子増倍層３に最も大きな電界が加わり、アバラ
ンシェ増倍はここで起きる。Ｉｎ0.53Ｇａ0.47Ａｓ層５
は光吸収層であり、このＩｎ0. 53Ｇａ0.47Ａｓ光吸収層
とＩｎ0.52Ａｌ0.48Ａｓ／Ｉｎ0.8Ｇａ0.2Ａｓ0.6Ｐ0.4
超格子増倍層３との電界強度の差は、不純物密度の大き
いＩｎ0.52Ａｌ0.48Ａｓ層１１およびＩｎ0.8Ｇａ0.2Ａ
ｓ0.6Ｐ0.4層１２によって作られる。また、ＩｎＰ層７
は表面再結合を防止するための窓層である。
り、Ｉｎ0.52Ａｌ0.48Ａｓ／Ｉｎ0.8Ｇａ0.2Ａｓ0.6Ｐ
0.4 超格子増倍層３に最も大きな電界が加わり、アバラ
ンシェ増倍はここで起きる。Ｉｎ0.53Ｇａ0.47Ａｓ層５
は光吸収層であり、このＩｎ0. 53Ｇａ0.47Ａｓ光吸収層
とＩｎ0.52Ａｌ0.48Ａｓ／Ｉｎ0.8Ｇａ0.2Ａｓ0.6Ｐ0.4
超格子増倍層３との電界強度の差は、不純物密度の大き
いＩｎ0.52Ａｌ0.48Ａｓ層１１およびＩｎ0.8Ｇａ0.2Ａ
ｓ0.6Ｐ0.4層１２によって作られる。また、ＩｎＰ層７
は表面再結合を防止するための窓層である。
【００１５】Ｉｎ0.52Ａｌ0.48Ａｓ／Ｉｎ0.8Ｇａ0.2Ａ
ｓ0.6Ｐ0.4超格子増倍層３の井戸層にＩｎＧａＡｓＰを
用いたのは、超格子増倍層には大きな電界が印加される
ので、この部分のバンドギャップを大きくすることによ
ってトンネル効果による暗電流を抑制するためである。
Ｉｎ0.53Ｇａ0.47Ａｓ光吸収層５は波長１．５５μｍの
信号光を吸収するためにバンドギャップは小さくしなけ
ればならず、したがってＩｎ0.53Ｇａ0.47Ａｓを用い
る。このため、この部分でのトンネル効果を抑制するた
めには、電界強度を１．５×１０5 Ｖ／ｃｍ以下にしな
ければならない。Ｉｎ0.52Ａｌ0.48Ａｓ層１１およびＩ
ｎ0.8Ｇａ0.2Ａｓ0.6Ｐ0.4層１２のシートドープ層で電
界強度を低減することは、光吸収層でのアバランシェ降
伏を防止するとともにトンネル効果をも抑圧する。
ｓ0.6Ｐ0.4超格子増倍層３の井戸層にＩｎＧａＡｓＰを
用いたのは、超格子増倍層には大きな電界が印加される
ので、この部分のバンドギャップを大きくすることによ
ってトンネル効果による暗電流を抑制するためである。
Ｉｎ0.53Ｇａ0.47Ａｓ光吸収層５は波長１．５５μｍの
信号光を吸収するためにバンドギャップは小さくしなけ
ればならず、したがってＩｎ0.53Ｇａ0.47Ａｓを用い
る。このため、この部分でのトンネル効果を抑制するた
めには、電界強度を１．５×１０5 Ｖ／ｃｍ以下にしな
ければならない。Ｉｎ0.52Ａｌ0.48Ａｓ層１１およびＩ
ｎ0.8Ｇａ0.2Ａｓ0.6Ｐ0.4層１２のシートドープ層で電
界強度を低減することは、光吸収層でのアバランシェ降
伏を防止するとともにトンネル効果をも抑圧する。
【００１６】一方、シートドープ層内では電界強度が急
激に変化するが、特にＩｎ0.52Ａｌ0.48Ａｓ／Ｉｎ0.8
Ｇａ0.2Ａｓ0.6Ｐ0.4超格子増倍層３に近いＩｎ0.52Ａ
ｌ0.48Ａｓ層１１においては、電界強度は大きく、トン
ネル電流が発生する。これを防ぐために本発明において
は、シートドープ層にバンドギャップの大きいＩｎＡｌ
Ａｓを用いた。一方、Ｉｎ0.8Ｇａ0.2Ａｓ0.6Ｐ0.4層１
２においては、既にＩｎ0.52Ａｌ0.48Ａｓ層１１によっ
て電界が弱められているためにＩｎ0.52Ａｌ0.48Ａｓ層
１１に比べてバンドギャップの小さい半導体を用いても
かまわない。
激に変化するが、特にＩｎ0.52Ａｌ0.48Ａｓ／Ｉｎ0.8
Ｇａ0.2Ａｓ0.6Ｐ0.4超格子増倍層３に近いＩｎ0.52Ａ
ｌ0.48Ａｓ層１１においては、電界強度は大きく、トン
ネル電流が発生する。これを防ぐために本発明において
は、シートドープ層にバンドギャップの大きいＩｎＡｌ
Ａｓを用いた。一方、Ｉｎ0.8Ｇａ0.2Ａｓ0.6Ｐ0.4層１
２においては、既にＩｎ0.52Ａｌ0.48Ａｓ層１１によっ
て電界が弱められているためにＩｎ0.52Ａｌ0.48Ａｓ層
１１に比べてバンドギャップの小さい半導体を用いても
かまわない。
【００１７】図２に本実施例のアバランシェフォトダイ
オードのバンド構造を示す。入射した信号光は、Ｉｎ
0.53Ｇａ0.47Ａｓ層５で吸収されて電子正孔対を生成す
る。このうち、電子がＩｎ0.53Ｇａ0.47Ａｓ層５内の電
界によってＩｎ0.52Ａｌ0.48Ａｓ／Ｉｎ0.8Ｇａ0.2Ａｓ
0.6Ｐ0.4超格子増倍層３の方向に掃引される。電子がＩ
ｎ0.52Ａｌ0.48Ａｓ／Ｉｎ0.8Ｇａ0.2Ａｓ0.6Ｐ0.4超格
子増倍層３に注入されるためには、Ｉｎ0.52Ａｌ0.48Ａ
ｓ層１１とＩｎ0.8Ｇａ0.2Ａｓ0.6Ｐ0.4層１２とからな
るシートドープ層の伝導帯の不連続を越えなけれればな
らないが、図２から明かなように伝導帯の不連続は階段
状になっているために個々の不連続は極めて小さく、電
子は順次伝導帯の不連続を越えることができる。
オードのバンド構造を示す。入射した信号光は、Ｉｎ
0.53Ｇａ0.47Ａｓ層５で吸収されて電子正孔対を生成す
る。このうち、電子がＩｎ0.53Ｇａ0.47Ａｓ層５内の電
界によってＩｎ0.52Ａｌ0.48Ａｓ／Ｉｎ0.8Ｇａ0.2Ａｓ
0.6Ｐ0.4超格子増倍層３の方向に掃引される。電子がＩ
ｎ0.52Ａｌ0.48Ａｓ／Ｉｎ0.8Ｇａ0.2Ａｓ0.6Ｐ0.4超格
子増倍層３に注入されるためには、Ｉｎ0.52Ａｌ0.48Ａ
ｓ層１１とＩｎ0.8Ｇａ0.2Ａｓ0.6Ｐ0.4層１２とからな
るシートドープ層の伝導帯の不連続を越えなけれればな
らないが、図２から明かなように伝導帯の不連続は階段
状になっているために個々の不連続は極めて小さく、電
子は順次伝導帯の不連続を越えることができる。
【００１８】一方、イオン化によってＩｎ0.52Ａｌ0.48
Ａｓ／Ｉｎ0.8Ｇａ0.2Ａｓ0.6Ｐ0.4超格子増倍層３内に
生成された正孔は、Ｉｎ0.53Ｇａ0.47Ａｓ層５に向かっ
て走る。シートドープ層とＩｎ0.52Ａｌ0.48Ａｓ／Ｉｎ
0.8Ｇａ0.2Ａｓ0.6Ｐ0.4超格子増倍層３との間には価電
子帯の不連続はないため、正孔はパイルアップされるこ
となく、シートドープ層を通過することができる。
Ａｓ／Ｉｎ0.8Ｇａ0.2Ａｓ0.6Ｐ0.4超格子増倍層３内に
生成された正孔は、Ｉｎ0.53Ｇａ0.47Ａｓ層５に向かっ
て走る。シートドープ層とＩｎ0.52Ａｌ0.48Ａｓ／Ｉｎ
0.8Ｇａ0.2Ａｓ0.6Ｐ0.4超格子増倍層３との間には価電
子帯の不連続はないため、正孔はパイルアップされるこ
となく、シートドープ層を通過することができる。
【００１９】なお、前述した実施例においては、シート
ドープ層にＩｎ0.52Ａｌ0.48Ａｓ層１１とＩｎ0.8Ｇａ
0.2Ａｓ0.6Ｐ0.4層１２とを用いた場合について説明し
たが、Ｉｎ0.8Ｇａ0.2Ａｓ0.6Ｐ0.4層１２においては、
Ｉｎ0.53Ｇａ0.47Ａｓ層よりもバンドギャップの大きい
ＩｎxＧａ1-xＡｓyＰ1-y（０＜ｘ＜１，０＜ｙ＜１）層
を用いても前述と同様の効果が得られることは言うまで
もない。
ドープ層にＩｎ0.52Ａｌ0.48Ａｓ層１１とＩｎ0.8Ｇａ
0.2Ａｓ0.6Ｐ0.4層１２とを用いた場合について説明し
たが、Ｉｎ0.8Ｇａ0.2Ａｓ0.6Ｐ0.4層１２においては、
Ｉｎ0.53Ｇａ0.47Ａｓ層よりもバンドギャップの大きい
ＩｎxＧａ1-xＡｓyＰ1-y（０＜ｘ＜１，０＜ｙ＜１）層
を用いても前述と同様の効果が得られることは言うまで
もない。
【００２０】
【発明の効果】以上、説明したように本発明によるアバ
ランシェフォトダイオードにおいては、シートドープ層
でのキャリアのパイルアップがないために高周波特性を
劣化させることなく、シートドープ層でのトンネル伝導
電流の発生を抑制することができるという極めて優れた
効果が得られる。
ランシェフォトダイオードにおいては、シートドープ層
でのキャリアのパイルアップがないために高周波特性を
劣化させることなく、シートドープ層でのトンネル伝導
電流の発生を抑制することができるという極めて優れた
効果が得られる。
【図１】本発明によるアバランシェフォトダイオードの
一実施例による構成を示す断面図および各層の電界強度
分布を示す図である。
一実施例による構成を示す断面図および各層の電界強度
分布を示す図である。
【図２】図１に示すアバランシェフォトダイオードのバ
ンド構造を示す図である。
ンド構造を示す図である。
【図３】従来のアバランシェフォトダイオードの構成を
示す断面図および各層の電界強度分布を示す図である。
示す断面図および各層の電界強度分布を示す図である。
【図４】従来のアバランシェフォトダイオードのバンド
構造を示す図である。
構造を示す図である。
１ ｎ+−ＩｎＰ基板 ２ ｎ+−ＩｎＰバッファー層 ３ ノンドープＩｎ0.52Ａｌ0.48Ａｓ／Ｉｎ0.8Ｇａ
0.2Ａｓ0.6Ｐ0.4超格子増倍層 ５ ｐ形Ｉｎ0.53Ｇａ0.47Ａｓ層 ６ ｐ形Ｉｎ0.53Ｇａ0.47Ａｓ層 ７ ｐ形ＩｎＰ層 ８ ｐ形Ｉｎ0.53Ｇａ0.47Ａｓ層 ９ ＡｕＧｅＮｉ電極 １０ ＡｕＺｎＮｉ電極 １１ ｐ形Ｉｎ0.52Ａｌ0.48Ａｓ層 １２ ｐ形Ｉｎ0.8Ｇａ0.2Ａｓ0.6Ｐ0.4層
0.2Ａｓ0.6Ｐ0.4超格子増倍層 ５ ｐ形Ｉｎ0.53Ｇａ0.47Ａｓ層 ６ ｐ形Ｉｎ0.53Ｇａ0.47Ａｓ層 ７ ｐ形ＩｎＰ層 ８ ｐ形Ｉｎ0.53Ｇａ0.47Ａｓ層 ９ ＡｕＧｅＮｉ電極 １０ ＡｕＺｎＮｉ電極 １１ ｐ形Ｉｎ0.52Ａｌ0.48Ａｓ層 １２ ｐ形Ｉｎ0.8Ｇａ0.2Ａｓ0.6Ｐ0.4層
Claims (1)
- 【請求項１】 ＩｎＰ基板と格子整合したＩｎ0.52Ａｌ
0.48Ａｓをバリア層としＩｎ0.53Ｇａ0.47ＡｓまたはＩ
ｎxＧａ1-xＡｓyＰ1-yを井戸層とする超格子をキャリア
増倍層とし、前記超格子キャリア増倍層とは分離したｐ
形Ｉｎ0.53Ｇａ0.47Ａｓを光吸収層として有し、前記超
格子キャリア増倍層と光吸収層との間に、前記光吸収層
に近い層にＩｎＧａＡｓＰを配置し、前記超格子キャリ
ア増倍層に近い層にＩｎＡｌＡｓを配置したことを特徴
とするアバランシェフォトダイオード。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3256014A JP2893092B2 (ja) | 1991-09-09 | 1991-09-09 | アバランシェフォトダイオード |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3256014A JP2893092B2 (ja) | 1991-09-09 | 1991-09-09 | アバランシェフォトダイオード |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0567805A JPH0567805A (ja) | 1993-03-19 |
| JP2893092B2 true JP2893092B2 (ja) | 1999-05-17 |
Family
ID=17286712
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3256014A Expired - Lifetime JP2893092B2 (ja) | 1991-09-09 | 1991-09-09 | アバランシェフォトダイオード |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2893092B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2739824B2 (ja) * | 1994-06-21 | 1998-04-15 | 日本電気株式会社 | 半導体受光素子 |
-
1991
- 1991-09-09 JP JP3256014A patent/JP2893092B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0567805A (ja) | 1993-03-19 |
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