JP2993010B2 - Semiconductor light receiving element - Google Patents

Semiconductor light receiving element

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JP2993010B2
JP2993010B2 JP1168670A JP16867089A JP2993010B2 JP 2993010 B2 JP2993010 B2 JP 2993010B2 JP 1168670 A JP1168670 A JP 1168670A JP 16867089 A JP16867089 A JP 16867089A JP 2993010 B2 JP2993010 B2 JP 2993010B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は半導体受光素子に関し、特に1〜1.6μm波
長帯域において、低雑音および高速応答特性の面で優れ
たアバランシェ増倍型の半導体受光素子に関する。
Description: FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a semiconductor photodetector, and more particularly to an avalanche multiplication semiconductor photodetector excellent in low noise and high-speed response characteristics in a wavelength band of 1 to 1.6 μm. About.

(従来の技術) 従来、1〜1.6μm帯の光通信用半導体受光素子とし
て、InP基板上に格子整合したIn0.53Ga0.47As層を光吸
収層とするpin型半導体受光素子(例えばエレクトロニ
クス・レターズ(Electron.Lett.)1984,20,pp653−pp6
54),アバランシェ増倍型半導体受光素子(例えばアイ
イーイーイー・エレクトロン・デバイス・レターズ(IE
EE,Electron Device Lett.)1986,7,pp257−pp258)
等が知られている。特に、この中でアバランシェ増倍型
半導体受光素子は、アバランシェ増倍作用による内部利
得効果および高速応答性を有する点で、長距離光通信用
として注目されている。
(Prior art) Conventionally, as a semiconductor light receiving element for optical communication of 1 to 1.6 μm band, a pin type semiconductor light receiving element having an In 0.53 Ga 0.47 As layer lattice-matched on an InP substrate as a light absorbing layer (for example, Electronics Letters (Electron. Lett.) 1984, 20, pp653-pp6
54), avalanche multiplication type semiconductor photodetectors (for example, IEE
EE, Electron Device Lett.) 1986, 7, pp257-pp258)
Etc. are known. In particular, among these, avalanche multiplication type semiconductor light receiving elements have attracted attention for long-distance optical communication because they have an internal gain effect due to avalanche multiplication and high-speed response.

アバランシェ増倍型半導体受光素子の基本原理は、光
吸収によって発生した光キャリアが種となって、高電界
中でのイオン化衝突を生じ電子・正孔対を生成すること
にある。一方、光通信用受光素子として望まれる低雑音
・高速応答特性は、このイオン化衝突の過程に支配され
ていることが現象論的に知られている。
The basic principle of the avalanche multiplication type semiconductor light receiving element is that photocarriers generated by light absorption become seeds to cause ionization collision in a high electric field to generate electron-hole pairs. On the other hand, it is phenomenologically known that low-noise and high-speed response characteristics desired as a light-receiving element for optical communication are governed by the process of ionization collision.

つまり、イオン化衝突自体が、ショット雑音として振
る舞うために、更に増倍立ち上がり時間に関与してくる
ために、理想的にはイオン化プロセスが長続きしないこ
とが望ましい。このためには、増倍領域での電子イオン
化率(α)と正孔イオン化率(β)に差があることが望
ましい。
That is, since the ionization collision itself behaves as shot noise and further contributes to the multiplication rise time, it is ideally desirable that the ionization process does not last long. For this purpose, it is desirable that there is a difference between the electron ionization rate (α) and the hole ionization rate (β) in the multiplication region.

ところで、イオン化率比(α/βもしくはβ/α)は
材料的に決定されるもので、前述したIn0.53Ga0.47Asを
光吸収層とする素子においてはInP層を増倍領域として
用いているために高々β/α=2程度である。これは、
低雑音特性を有するSi系の素子のα/β=20と大きな違
いがあり、より低雑音および高速応答特性を実現する上
で大きな障壁となっている。
By the way, the ionization ratio (α / β or β / α) is determined materially, and the above-mentioned device using In 0.53 Ga 0.47 As as a light absorbing layer uses the InP layer as a multiplication region. Therefore, at most β / α = 2. this is,
There is a great difference from α / β = 20 of a Si-based device having low noise characteristics, which is a great barrier in realizing lower noise and higher speed response characteristics.

これに対し、AlxGa1-xSb系は、スプリットオフ・バン
ドを利用した共鳴イオン化現象を有する材料系として注
目されている。そのイオン化の過程は、オージェ効果の
逆過程と等価である。すなわち光吸収によって発生した
正孔は、電界加速によってエネルギーを得てスプリット
オフ・バンドに励起される。スプリットオフ・バンド中
では有効質量が軽いのでイオン化に到達しやすく、イオ
ン化を起こすと、スプリットオフ・バンドエネルギーΔ
s0がエネルギーギャップEgと同程度である場合に、価電
子帯から電子を励起して正孔が2個、電子が1個生じる
ことになる。但し、このようなイオン化は、ヘビーホー
ルバンドとライトホールバンドでのイオン化と競合状態
にあり、それゆえスプリットオフ・バンドでのイオン化
しきい値エネルギーが他のホールバンドより小さい必要
がある。
On the other hand, the Al x Ga 1-x Sb system has attracted attention as a material system having a resonance ionization phenomenon using a split-off band. The ionization process is equivalent to the inverse process of the Auger effect. That is, holes generated by light absorption obtain energy by electric field acceleration and are excited into a split-off band. Since the effective mass is light in the split-off band, it is easy to reach ionization. When ionization occurs, the split-off band energy Δ
When s 0 is about the same as the energy gap Eg, electrons are excited from the valence band to generate two holes and one electron. However, such ionization is in competition with ionization in the heavy hole band and the light hole band, and therefore requires that the ionization threshold energy in the split-off band be smaller than other hole bands.

O.Hildebrand等は、(アイ・イーイーイー・ジャーナ
ル・クァンタム・エレクトロニクス(IEEE.J.QuantumEl
ectronics),1981,17,pp284−pp288)、において正孔の
イオン化しきい値エネルギーEi,thが次式で表されるこ
とを示した。
O.Hildebrand et al. (IEJ Journal Quantum Electronics (IEEE.
ectronics), 1981, 17, pp284-pp288), and showed that the ionization threshold energy Ei, th of holes is represented by the following equation.

これよりΔs0=Egのとき、正孔のイオン化しきい値エ
ネルギーは減少し、正孔のイオン化が選択的に生じる。
AlxGa1-xSb系では第5図に示すようにAl組成比xを変え
ることによってΔs0/Egが変化し、x=0.05近傍にΔs0
=Egとなり得る領域がある。実際、O.Hildebrand等は液
相成長法によって素子構造を得て、イオン化率比の検証
を行なっており、Δs0/Eg=1近傍の組成で増倍率M=1
0、イオン化率比β/α=20、雑音指数F=2.3であるこ
とを見積もっている。
Thus, when Δ s0 = Eg, the ionization threshold energy of holes decreases, and ionization of holes selectively occurs.
In the Al x Ga 1-x Sb system, Δ s0 / Eg changes by changing the Al composition ratio x as shown in FIG. 5, and Δs 0 near x = 0.05.
= Eg in some regions. In fact, O. Hildebrand et al. Obtained an element structure by a liquid phase growth method and verified the ionization ratio, and found that a composition near Δ s0 / Eg = 1 and a multiplication factor M = 1
It is estimated that 0, the ionization ratio β / α = 20, and the noise figure F = 2.3.

しかしながら、前述の共鳴イオン化現象を利用したア
バランシェ増倍型受光素子は、O.Hildebrand等の報告
(1981年)以来、実証が為されているのは高々数例であ
る。この主たる原因の1つに、AlxGa1-xSb成長におい
て、Al組成比を微妙に制御することの難しさがある。特
に、第5図に示すように、Δs0/Egはx=0.05近傍で1
に近い値を示すが、その近傍ではxに対してΔs0/Egが
敏感に変化している。それ故、Al組成比を±0.01内にお
いて制御する必要があるが、液相成長法もしくは気相成
長法を用いても実際上制御困難である。
However, only a few examples of avalanche multiplication type photodetectors utilizing the above-described resonance ionization phenomenon have been demonstrated since the report of O. Hildebrand et al. (1981). One of the main reasons is that it is difficult to finely control the Al composition ratio in Al x Ga 1 -x Sb growth. In particular, as shown in FIG. 5, Δs0 / Eg is 1 near x = 0.05.
で は s0 / Eg is sensitive to x in the vicinity. Therefore, it is necessary to control the Al composition ratio within ± 0.01, but it is practically difficult to control the liquid phase growth method or the vapor phase growth method.

これに対し、本発明者は上述の問題を解決するために
増倍領域に超格子構造を導入した構造を、先に特願昭63
231707号において提案している。
On the other hand, the present inventor has previously proposed a structure in which a superlattice structure is introduced in the multiplication region in order to solve the above-mentioned problem.
No. 231707.

つまり、本構造は超格子構造において、そのエネルギ
ーギャップが井戸層厚によって自在に変わることを利用
している。超格子構造中では、そのエネルギーギャップ
は井戸層の禁制帯幅Eg′よりも基底量子準位エネルギー
ΔE分だけ、増加することが知られている。この場合Δ
Eは(2)式で示される。
In other words, the present structure utilizes the fact that the energy gap of the superlattice structure is freely changed depending on the thickness of the well layer. It is known that, in the superlattice structure, the energy gap is increased by the ground quantum level energy ΔE from the forbidden band width Eg ′ of the well layer. In this case Δ
E is represented by equation (2).

ここで1は井戸層の厚さである。 Here, 1 is the thickness of the well layer.

また、スプリットオフ・バンドエネルギーΔs0に関し
てはA.Forchel等(アプライド・フィジックス・レター
ズ(Appl.Phys.Lett.),1987,50,pp182−pp184)によ
り、井戸層厚依存性がないことが実証されている。これ
故、次式によってΔs0/Egが制御可能となり得る。
Further, A.Forchel like regarding split-off band energy delta s0 (Applied Physics Letters (Appl.Phys.Lett.), 1987,50, pp182 -pp184) by, demonstrating that there is no well layer thickness dependence Have been. Therefore, Δs0 / Eg may be controllable by the following equation.

この考えに基づき、従来本発明者により第3図のよう
な基本素子構造が提案されている。この構造は、n型Ga
Sb基板1上に形成されたn型GaSb光吸収層2、n型GaSb
/AlSb超格子構造層(アバランシェ増倍層)3、n型Al
0.5Ga0.5Sbキャップ層4から成り立っている。このよう
な層構造に選択拡散法によりp+領域5を形成することに
よって基本構造を得ている。図中、6は入射光を示す。
Based on this idea, the present inventor has proposed a basic element structure as shown in FIG. This structure has n-type Ga
N-type GaSb light absorbing layer 2 formed on Sb substrate 1, n-type GaSb
/ AlSb superlattice structure layer (avalanche multiplication layer) 3, n-type Al
It consists of a 0.5 Ga 0.5 Sb cap layer 4. A basic structure is obtained by forming ap + region 5 in such a layer structure by a selective diffusion method. In the drawing, reference numeral 6 denotes incident light.

ここで、GaSbのエネルギーギャップ0.726eV、スプリ
ットオフ・ハンドエネルギー0.752eV、me=0.047m0、m
hh=0.49m0であることが知られている。これよりΔs0/E
gを計算すると第4図に示されるようになる。井戸層厚1
80ÅでΔs0/Eg=1を満たすがの近傍でその変化は井戸
層厚に対して比較的鈍感であり、±20Åの制御性があれ
ば十分であると考えられる。これは、O.Hildebrand等が
提唱している、Al組成比を制御するより、はるかに容易
である。
Here, the energy gap of GaSb is 0.726 eV, the split-off hand energy is 0.752 eV, and m e = 0.047 m 0 , m
It is known that hh = 0.49m is 0. From this Δs 0 / E
When g is calculated, it becomes as shown in FIG. Well thickness 1
At 80 °, Δs 0 / Eg = 1 is satisfied, but the change is relatively insensitive to the thickness of the well layer in the vicinity, and it is considered that controllability of ± 20 ° is sufficient. This is much easier than controlling the Al composition ratio proposed by O. Hildebrand et al.

基本的な動作原理としては、GaSb光吸収層2で発生し
たキャリアを、Δs0/Eg=1なる条件を満たすアバラン
シェ増倍層に注入することにより、正孔のみがスプリッ
トオフ・バンドを介して共鳴イオン化を起こすことを利
用している。この場合、前述したように超格子構造によ
りΔs0/Eg=1が比較的容易に得られるために、共鳴イ
オン化の状況が得やすい。それ故、イオン化率比β/α
が極大化した、アバランシェ増倍型受光素子が得られる
ことになる。
The basic operating principle is that carriers generated in the GaSb light absorbing layer 2 are injected into the avalanche multiplication layer satisfying the condition of Δs 0 / Eg = 1, so that only holes are passed through the split-off band. It utilizes the effect of resonance ionization. In this case, as described above, Δs 0 / Eg = 1 can be relatively easily obtained by the superlattice structure, so that the state of resonance ionization is easily obtained. Therefore, the ionization rate ratio β / α
Is obtained, and an avalanche multiplication type light receiving element is obtained.

(発明が解決しようとする課題) 前述の超格子構造を適用したAlxGa1-xSb系アバランシ
ェ増倍型受光素子は、Δs0/Egを制御するには容易であ
る。しかしながら、超格子構造を形成することによって
バンド障壁の影響が顕著になる。つまり、障壁層AlSbと
井戸層GaSbには伝導帯側に1.16eV、価電子帯側に0.232e
V程度の障壁エネルギー差があることが知られている。
これよりキャリアが増倍領域中を走行する時に特に、電
子が井戸層にトラップされる可能性が高い。素子特性上
は、このトラップされた電子が応答的に遅い成分として
寄与することが考えられ、高速応答の点で問題となる。
(Problem to be Solved by the Invention) The Al x Ga 1 -x Sb-based avalanche multiplication type light receiving element to which the above-described superlattice structure is applied is easy to control Δs 0 / Eg. However, by forming a superlattice structure, the influence of the band barrier becomes significant. That is, the barrier layer AlSb and the well layer GaSb have 1.16 eV on the conduction band side and 0.232 eV on the valence band side.
It is known that there is a barrier energy difference of about V.
Thus, there is a high possibility that electrons are trapped in the well layer especially when the carriers travel in the multiplication region. In terms of device characteristics, it is conceivable that the trapped electrons contribute as a slow component in response, and this poses a problem in terms of high-speed response.

(課題を解決するための手段) 本発明の半導体受光素子は、半導体基板上に、光吸収
層である第1の半導体層と、アバランシ増倍層を構成す
る超格子構造からなる第2の半導体層と、キャップ層を
構成する第3の半導体層とを備える半導体受光素子にお
いて、前記超格子構造を形成する半導体材料のスプリッ
ト・オフ・バンド・エネルギーと禁制帯・エネルギーを
制御して共鳴イオン現象を起こし、かつ、前記超格子構
造における障壁層厚をトンネル効果を起こすに十分な厚
さの薄膜とすることを特徴とする。
(Means for Solving the Problems) A semiconductor light receiving element according to the present invention has a second semiconductor having a superlattice structure forming a first semiconductor layer as a light absorption layer and an avalanche multiplication layer on a semiconductor substrate. In a semiconductor light receiving device including a layer and a third semiconductor layer constituting a cap layer, a resonance ion phenomenon is achieved by controlling a split-off band energy and a forbidden band energy of a semiconductor material forming the superlattice structure. And the thickness of the barrier layer in the superlattice structure is a thin film having a thickness sufficient to cause a tunnel effect.

(作用) 本発明は、上述のように障壁層を十分に薄くすること
による電子のトンネル現象を生じさせることにある。
(Operation) The present invention is to generate an electron tunneling phenomenon by sufficiently reducing the thickness of the barrier layer as described above.

第2図(a),(b)には、本発明の基本原理を説明
するための図が示されている。
2 (a) and 2 (b) are views for explaining the basic principle of the present invention.

第2図(b)は従来技術の超格子構造を有するアバラ
ンシェ増倍型半導体素子において、アバランシェ増倍領
域のバンド構造図である。注入された正孔は電界により
走行し()、十分なる運動エネルギーを得ることによ
ってイオン化衝突を生じ正孔・電子対を生成する
()。生成した正孔は前述したように伝導帯障壁は高
々0.232eVにすぎないので電界走行する()が、電子
については1.16eVの伝導帯障壁を感じるためヘテロ界面
にトラップされる()。これより、このトラップされ
た電子が遅いキャリア成分として寄与することになる。
FIG. 2B is a band structure diagram of an avalanche multiplication region in a conventional avalanche multiplication semiconductor device having a superlattice structure. The injected holes travel by an electric field (), and by obtaining sufficient kinetic energy, ionization collision occurs to generate a hole-electron pair (). As described above, the generated holes travel in an electric field because the conduction band barrier is only 0.232 eV at the maximum, but electrons are trapped at the hetero interface because the conduction band barrier of 1.16 eV is felt (). Thus, the trapped electrons contribute as a slow carrier component.

一方、第2図(a)は、本発明による、超格子構造を
有するアバランシェ増倍型半導体素子のバンド構造図で
ある。注入された正孔は前述の第2図(b)と同様に、
イオン化衝突を生じ、正孔・電子対を生成する。その
後、電界により正孔・電子は走行することになるが、本
発明においては障壁層であるAlSb層が十分に薄いため、
トンネル効果により電子が障壁層にトラップされること
なく走行する()。トンネル効果を生じるためには障
壁層は薄いほど効果的であるが、一般的にはデバイ長以
下であれば十分で、それ故100Å以下であれば十分であ
る。
On the other hand, FIG. 2A is a band structure diagram of an avalanche multiplication type semiconductor device having a super lattice structure according to the present invention. The injected holes are similar to FIG. 2 (b) described above.
Ionization collisions occur, generating hole-electron pairs. After that, holes and electrons will travel due to the electric field, but in the present invention, since the AlSb layer serving as a barrier layer is sufficiently thin,
The electrons travel without being trapped in the barrier layer by the tunnel effect (). The thinner the barrier layer is, the more effective the tunnel effect is. However, in general, it is sufficient if the barrier layer is less than the Debye length, and therefore it is sufficient if the barrier layer is less than 100 °.

以上のように、従来技術で問題であった超格子構造を
導入することによる電子トラップの問題が解決され、共
鳴イオン化現象を利用した高速応答に優れたアバランシ
ェ増倍型半導体受光素子が得られることになる。
As described above, the problem of the electron trap due to the introduction of the superlattice structure, which was a problem in the prior art, is solved, and an avalanche multiplication type semiconductor light receiving element excellent in high-speed response utilizing the resonance ionization phenomenon can be obtained. become.

(実施例) 次に、本発明の実施例について図面を用いて詳細に説
明する。
(Example) Next, an example of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第1図は本発明の一実施例によるアバランシェ増倍型
半導体受光素子の基本構造図を示す。
FIG. 1 shows a basic structure diagram of an avalanche multiplication type semiconductor light receiving element according to an embodiment of the present invention.

n型GaSb基板1上に、n型GaSb光吸収層2、n型GaSb
/AlSb超格子層(アバランシェ増倍層)7、n型Al0.5Ga
0.5Sbキャップ層4から成り立っている。このような層
構造において受光部であるp+領域5を形成することによ
って基本構造が得られる。ここで、GaSb/AlAb超格子構
造において井戸層GaSbの層厚はΔs0/Eg=1を満たすた
めに必要な180Å(第4図参照)であり、障壁層AlSbの
層厚は作用で示したようにトンネル現象を生じるに十分
な50Åとしている。
An n-type GaSb light absorbing layer 2 and an n-type GaSb
/ AlSb superlattice layer (avalanche multiplication layer) 7, n-type Al 0.5 Ga
It consists of a 0.5 Sb cap layer 4. The basic structure can be obtained by forming the p + region 5 as the light receiving portion in such a layer structure. Here, in the GaSb / AlAb superlattice structure, the thickness of the well layer GaSb is 180 ° necessary to satisfy Δs 0 / Eg = 1 (see FIG. 4), and the thickness of the barrier layer AlSb is shown by the action. The angle is set to 50Å which is enough to cause a tunnel phenomenon.

以下、上記構造を有する本発明の半導体受光素子の動
作原理を説明する。
Hereinafter, the operation principle of the semiconductor light receiving element of the present invention having the above structure will be described.

GaSb光吸収層2で発生した光キャリアにおいて正孔の
みが逆電界によってアバランシェ増倍層である超格子構
造7中に注入される。ここで、超格子増倍領域は、Δs0
/Eg=1なる条件を満たしているため、正孔のみがスプ
リットオフ・バンドを介して共鳴イオン化を生じる。イ
オン化によって生成された電子・正孔は各々、電界によ
って走行するが、特に電子は障壁層が十分に薄いために
トンネル効果によって障壁層を通過することになり、高
速応答性に優れたアバランシェ増倍型半導体受光素子が
得られることになる。
In the photocarriers generated in the GaSb light absorbing layer 2, only holes are injected into the superlattice structure 7, which is an avalanche multiplication layer, by a reverse electric field. Here, the superlattice multiplication region is Δs 0
Since the condition of / Eg = 1 is satisfied, only holes cause resonance ionization via the split-off band. Each of the electrons and holes generated by ionization travels by an electric field.Especially, electrons pass through the barrier layer by tunnel effect because the barrier layer is sufficiently thin, and the avalanche multiplication has excellent high-speed response. Thus, a semiconductor light receiving device of the type can be obtained.

(発明の効果) 以上、説明したように、本発明のアバランシェ増倍型
受光素子は、AlxGa1-xSb系において超格子構造を適用
し、かつ障壁層をデバイ長に比較して十分に薄くしてい
るので、電子がトラップされることなく、共鳴イオン化
現象が実現できる。
(Effects of the Invention) As described above, the avalanche multiplication type light-receiving element of the present invention uses a superlattice structure in an Al x Ga 1-x Sb system and has a sufficient barrier layer compared to the Debye length. The thickness is so small that a resonance ionization phenomenon can be realized without trapping electrons.

その結果、イオン化率比がより誇張され、低雑音でか
つ高速応答に優れたアバランシェ増倍型半導体受光素子
が実現でき、1〜1.6μm波長帯光通信用受光素子とし
て従来特性を凌駕することが可能となる。
As a result, an avalanche multiplication type semiconductor photodetector having an improved ionization rate ratio, low noise and excellent high-speed response can be realized, and surpasses conventional characteristics as a photodetector for optical communication in a wavelength band of 1 to 1.6 μm. It becomes possible.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明の一実施例であるGaSb/AlSb超格子構造
を増倍層としたアバランシェ増倍型半導体受光素子の基
本構造図、第2図(a),(b)は本発明の基本原理を
説明するための図で、(a)は本発明による超格子構造
を有したアバランシェ増倍層のバンド構造図、(b)は
従来技術によるバンド構造図、第3図は従来技術による
GaSb/AlSb超格子構造を増倍層としたアバランシェ増倍
型半導体受光素子の構造図、第4図はΔs0/EgのGaSb井
戸層厚依存性を示す図、第5図はAlxGa1-xSbにおけるΔ
s0/EgのAl組成比依存性を示す図である。 1……n型GaSb基板、2……n型GaSb層(光吸収層)、
3……n型GaSb/AlSb超格子構造層(従来技術によるア
バランシェ増倍層)4……n型AlxGa1-xSb(x=0.5)
層(キャップ層)、5……p+領域、6……入射光、7…
…n型GaSb/AlSb超格子構造層(本発明によるアバラン
シェ増倍層)。
FIG. 1 is a diagram showing the basic structure of an avalanche multiplication type semiconductor photodetector having a GaSb / AlSb superlattice structure as a multiplication layer according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 2 (a) and 2 (b) show the present invention. FIGS. 3A and 3B are diagrams for explaining the basic principle, wherein FIG. 3A is a band structure diagram of an avalanche multiplication layer having a superlattice structure according to the present invention, FIG.
GaSb / AlSb structure diagram of avalanche multiplication semiconductor photodetector, which is multiplication layer superlattice structure, Figure 4 shows a GaSb well layer thickness dependence of the Delta] s 0 / Eg drawing, Fig. 5 Al x Ga 1 Δ at -x Sb
FIG. 3 is a graph showing the dependence of s 0 / Eg on the Al composition ratio. 1 .... n-type GaSb substrate, 2 .... n-type GaSb layer (light absorbing layer),
3... N-type GaSb / AlSb superlattice structure layer (avalanche multiplication layer according to the prior art) 4... N-type Al x Ga 1 -x Sb (x = 0.5)
Layer (cap layer), 5... P + region, 6... Incident light, 7.
... n-type GaSb / AlSb superlattice structure layer (avalanche multiplication layer according to the present invention).

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】半導体基板上に、光吸収層である第1の半
導体層と、アバランシ増倍層を構成する超格子構造から
なる第2の半導体層と、キャップ層を構成する第3の半
導体層とを備える半導体受光素子において、前記超格子
構造を形成する半導体材料のスプリット・オフ・バンド
・エネルギーと禁制帯・エネルギーを制御して共鳴イオ
ン現象を起こし、かつ、前記超格子構造における障壁層
厚をトンネル効果を起こすに十分な厚さの薄膜とするこ
とを特徴とする半導体受光素子。
1. A semiconductor substrate comprising: a first semiconductor layer serving as a light absorbing layer; a second semiconductor layer having a superlattice structure forming an avalanche multiplication layer; and a third semiconductor forming a cap layer. A semiconductor layer forming the superlattice structure, wherein the semiconductor material forming the superlattice structure controls a split-off band energy and a forbidden band energy to cause a resonance ion phenomenon, and a barrier layer in the superlattice structure. A semiconductor light receiving element characterized in that the thickness is a thin film having a thickness sufficient to cause a tunnel effect.
JP1168670A 1989-06-30 1989-06-30 Semiconductor light receiving element Expired - Lifetime JP2993010B2 (en)

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